张丽娟 曹鸽琴

（黄河水利委员会中游水文水资源局，山西 晋中 030600）

1 水文站概况

吉县水文站是州川河的出口站，1958年10月15日设立，位于山西省吉县吉昌镇西关村，控制集水面积436 km2，至河口距离23 km，是国家基本水文站，隶属于黄委会中游水文水资源局。

为了更好地适应水文事业的发展和社会经济发展对水文站水文测报的需求，在“水文站功能不改变、水文测报精度不降低、整编资料满足规范要求、技术方法适度超前”的原则下，对该站进行优化分析，做到以人为本、提高效益的目的。

2 水文站河道及水沙特性

2.1 测验河段及断面情况

吉县水文站测验河段顺直长度约500 m，河基上43 m处有钢桥1座；河基下300 m处有滚水坝1座，高水位时对测验有一定影响。河段略呈扩散型，测站控制为河槽控制。河床主要由砂卵石、细沙组成，左、右岸均为石砌护岸。断面冲淤变化不大。河槽呈U型，底部较宽，在基本水尺断面，距30.0 m左岸起点，右岸32.5 m处建有测流槽，其宽度2.5 m，高度为1.0 m，顺河长度6 m，底部高程5.98 m，顶部高程6.98 m。该站测流槽于2015年5月3日开始修建，5月16日竣工，于当年6月开始投入使用。测流槽曲线已经率定，测流槽测流能力为8.27 m3/s。

2.2 测站水、流、沙变化主要特性

该站洪水主要来源于马家河、柏坡底川及曹井川，由暴雨形成。平水水位变化平缓，较大洪水一般出现在7～8月份，洪水时涨落变化急剧，含沙量大，峰型尖廋，沙峰一般滞后于水峰。主流较稳定，大部分在30～32.5 m处，漂浮物、水草较多，水面起伏度小。洪水水位、流量、泥沙基本相对应，水位流量关系曲线一般为顺时针绳套形，但绳套的两支线间的间距很小，一般为2～3 cm，有时为单一线。

3 资料的选用情况

3.1 资料的选用

本文分析研究的资料，主要来自《中华人民共和国水文年鉴》。90年代，水文年鉴停刊期间，水文资料的搜集来源于黄委会中游水文水资源局档案部门的水文资料正本。搜集的水文资料包括吉县水文站1959—2017年资料，主要是洪水期间的有关资料。

断面的变化对历年水位～流量点群分布有一定影响，经资料分析，从2006年以后水位～流量点群成为一个较明显的趋势。故选用了2006年以来发生的全部较大洪水，共计10场，样本数量刚好满足30个。对于其余资料不足部分，特别是中高水位，分析选用历史发生高水位，借用相近年份同水位级比降、糙率资料，使用曼宁公式计算流量，予以补充。

3.2 资料的审查

水文资料是分析研究的依据，直接影响着最后成果的质量。因此，着重对于所使用的实测洪水资料进行了可靠性、一致性、代表性三性检查。

3.2.1 资料的可靠性审查

此次分析所采用的资料，主要来自《中华人民共和国水文年鉴》的刊印成果。90年代末刊印水文年鉴期间，资料来自于中游水文水资源局档案室存储的水文资料整编成果正本。这些资料的观测与整编均按照国家和行为规范标准进行，资料可靠。

3.2.2 资料的一致性审查

吉县水文站历年测验河段的走向没有大的改变，河势基本稳定，河底坡降变化不大。吉县水文站历年大断面冲淤幅度较小，较大改变发生在2004年，吉县政府修建城内公路时对左岸进行了部分回填，导致左岸向河心内平移了近10 m，此外未发生显著变化，认为吉县水文站断面基本稳定。

3.2.3 资料的代表性审查

此次代表性审查，采用邻近流域仕望川大村水文站洪水系列，与其分布参数进行比较分析，来说明吉县水文站洪水系列的代表性。吉县水文站2006—2017年的年最大洪水资料共12年，作为小样本系列，如表1所示。仕望川大村水文站1959—2016年的最大洪水资料共58年，作为大样本系列。小样本计算的Cv、Cs/Cv分别为0.64、1.01，大样本计算的Cv、Cs/Cv分别为1.07、1.35，可以看出Cv值有一些偏差。

表1 吉县水文站历年洪水期间实测流量资料统计表

4 综合水位～流量关系线的建立和检验

吉县水文站的水位～流量关系相对稳定，由于人为缘故导致断面有几次较显著的变动，在断面未发生变化之前，各时段内历年水位～流量关系线趋势一致。从2006年至今，水位～流量关系成密集带状，故按单一曲线分析方法进行分析。12年共10场洪水间的30次实测流量，进行历年水位～流量关系综合分析。

4.1 中高水综合水位～流量关系的确立

根据表1吉县水文站历年洪水期间实测流量资料，可以点绘出吉县水文站历年中低（水位为7.49 m以下）水位～流量关系曲线图。从2006年断面趋于稳定后，由于该流域植被良好，并未涨过较大洪水，故而在中高水资料的搜集中，采用了历史上发生的不同高水位级，借用邻近年份相似洪水级别的比降、糙率资料，利用曼宁公式推算出了中高水位以上、流量资料。点绘吉县水文站历年水位～流量关系综合线结点。可以看出点群密集，且趋势明显，可以确定单一曲线，见图1。

图1 吉县水文站综合水位～流量关系曲线

4.2 中高水综合水位～流量关系的检验

分析计算吉县水文站综合关系曲线检验结果见表2。

表2 中高水综合水位～流量关系曲线误差分析结果统计表

4.3 综合水位～流量关系曲线检验结果

4.3.1 符号检验

经对吉县水文站综合水位～流量关系曲线进行符号检验，计算得出，统计量u为0.36，按本区域取α为0.25时，查临界值表得，临界值u1-α/2为1.15，则u＜u1-α/2，说明综合水位～流量关系线两侧点数分配均衡合理，关系曲线符号检验合格。

式中：u——统计量；

n——测点总数；

k——测点与关系线值之差，正号或负号个数。

4.3.2 适线检验

经对吉县水文站综合水位～流量关系曲线适线检验，计算得出u＝0.37，按本区域取α=0.05时，查临界值表得u1-α=1.64，则u＜u1-α，说明定线无明显系统偏离，关系曲线适线检验合格。

式中：u——统计量；

n——测点总数；

k——测点与关系线值正号和负号变换次数；

4.3.3 偏离数值检验

经对吉县水文站综合水位～流量关系曲线偏离数值检验，t=1.82，按本区域取α=0.05，查临界值表得t1-α/2＝2.04，则t＜t1-α/2，关系曲线偏离数值检验合格。

式中：t——统计量；

s——p的标准差；

n——测点总数；

pi——测点与关系曲线的相对偏离值。

检验结论：根据《水文巡测规范》和黄河水利委员会水文局《水文巡测规范补充规定》，定线允许误差应小于±2%，不确定度应小于15%。吉县水文站中高水综合水位～流量关系曲线的符号检验、适线检验、偏离数值检验均符合要求。

5 断面冲淤变化分析

5.1 断面冲淤变化分析

吉县站测验断面整体呈U型河槽，河底宽阔，该河有3条较大支流：马家河、长安沟、白河沟。沟道上游多为河卵石。中下游多为基岩，河床基本稳定。

断面左岸较陡，2003年以前为土坡。2004年，吉县当地政府修建城区公路，使左岸向河心缩回约10 m，同时左岸桩点抬高约0.52 m，人为导致该站断面发生了一些改变。2010年，吉县当地政府进行河道整治，修建左岸为石砌护岸，左岸起点距大约11.0～25.0 m处河床抬高约1.6 m。2013年至今，左岸起点距11.0～25.0 m处河床下挖约1.0 m。基于上述情况，2015年在该处修建了测流槽。

5.2 历年平均面积变化及历年平均河底高程变化分析

点绘吉县水文站大断面套绘图，计算历年同水位（9.00 m）面积及平均河底高程，见点绘历年同水位（9.00m）面积过程线，点绘历年平均河底高程过程线。根据上述资料，由于河道泥沙有所淤积，平均河底高程逐年抬高，但在2015年修建测流槽之后，历年断面趋于稳定。本文认为吉县水文站测验断面抛开人为因素，测验断面相对稳定。

6 结论

经分析研究，吉县水文站于2015年修建测流槽后，断面稳定，具备水文站优化测验分析研究的基本条件。该站所属州川河流域植被良好，发生大洪水的几率较小，分析研究成果能满足生产需要。