桂江流域上下游水量计算方法探讨_吴树诚.pdf

广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（1）1流域及站点概况1.1流域概况桂江发源于兴安县著名的华南第一高峰猫儿山东北之老山界南麓，猫儿山最高点高程2 141.5 m。其中从兴安县的大溶江与灵渠汇合口至平乐县的恭城河、荔浦河等三江汇合口段，称为漓江。桂江主河道流经兴安县、灵川县、桂林市区、阳朔县和平乐县，于平乐县黄龙流出进入贺州市昭平县境内。桂江主要支流有小溶江、甘棠江、桃花江、潮田河、良丰河、荔浦河、恭城河等。流域上游为著名的桂北暴雨中心，如1977年6月8日华江雨量站实测最大24 h暴雨达422.0 mm，桂林水文站以上流域多年平均降水量为2 290.0 mm。在桂江干流及各支流上共设有11个国家基本水文（位）站，47个国家基本雨量站。1.2选用站点概况本次分析选用桂江流域的桂林（三）水文站、阳朔水文站及平乐（三）水文站3个国家基本水文站。选用的雨量站分为桂林（三）水文站以上、桂林阳朔区间、阳朔水文站以上、桂林平乐区间、平乐（三）水文站以上5个部分组成。其中，桂林（三）水文站以上的站点为高寨、华江、金石、鲤鱼塘、灵川、灵渠、庙头、清水江、三街、司门、塔边、严关、砚田等13个雨量站；桂林阳朔区间的站点为草坪、潮田、桂林、良丰、仁和、头陂、新寨、兴坪、永同等9个雨量站；桂林平乐区间的站点为马田、恭城、荔浦、沙子、沙子岭、势江、同安、阳朔、源头、草坪、潮田、桂林、良丰、仁和、头陂、新寨、兴坪、永同等18个雨量站；平乐（三）水文站以上的站点为高寨、华江、金石、鲤鱼塘、灵川、灵渠、庙头、清水江、三街、司门、塔边、严关、砚田、马田、恭城、荔浦、沙子、沙子岭、势江、同安、阳朔、源头、草坪、潮田、桂林、良丰、仁和、头陂、新寨、兴坪、永同等31个雨量站。2水量计算方法适应性分析2.1流域面雨量分析2.1.1流域面雨量计算本次计算选用各雨量站2021年全年的降雨量资料。对面雨量分析选用到的雨量站，将各站每天的降雨量实测数据按时段全部摘录，排序好。每个时段的面平均雨量可由各站点的点雨量相加再平均得出。桂林（三）水文站以上、桂林阳朔区间、阳朔水文站以上、桂林平乐区间、平乐（三）水文站以上的月面雨量都按此方法得出。2.1.2流域产流雨量产流是指降雨量扣除损失形成净雨的过程。降雨损失包括植物截留、下渗、填洼与蒸发，其中以下渗为主。产流量是指降雨形成径流的那部分水量，以mm计。由于各流域所处的地理位置不同和桂江流域上下游水量计算方法探讨吴树诚，莫建英，刘春杰（桂林水文中心，广西桂林541000）摘要桂江是流经桂林市的主要河流，也是旅游的黄金水道，准确地推算出桂江桂林城区至平乐县城河段各个水文站断面的水量显得尤为重要。本文用区间水量平衡法、径流模数法、径流系数法等3种方法计算桂林（三）水文站、阳朔水文站和平乐（三）水文站的流量数据，与实测流量数据对比，选出最优法，为桂江流域水量计算提供技术支撑。关键词雨量计算；区间水量平衡分析；径流模数；径流系数；影响因素；桂江中图分类号P333文献标识码B文章编号1003-1510（2023）01-0068-04收稿日期2022-12-12作者简介吴树诚（1984-），男，广西恭城人，桂林水文中心助理工程师，学士，主要从事站网规划、资料整汇编和水资源评价等方面工作。理论分析与研究 68DOI:10.16014/ki.1003-1510.2023.01.003广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（1）各次降雨特性的差异，产流情况也会不同。产流降雨计算，以水文站断面形成洪水过程为依据，降雨过后，形成明显洪峰的，为产流降雨；而不能形成洪水过程的，为无效降雨，将扣除。桂林（三）水文站以上产流雨量的计算示意图见图1，产流面雨量计算结果见表1。图1桂林（三）水文站以上产流面雨量计算示意图表1水文站以上流域和区间产流月面雨量分析序号12345名称桂林（三）水文站以上桂林阳朔区间阳朔水文站以上桂林平乐区间平乐（三）水文站以上集水面积/km2276228235585939712 159月面雨量（产流雨量）/mm1月143.3（116.4）85.7（69.4）120.7（90.3）66.7（55.1）96.8（73.7）2月230.3（189.8）241.8（179.7）234.8（164.6）186.9（151.8）195.6（156.5）3月406.2（356.1）303.7（255.8）366.1（320.9）283.7（236.6）343（284.7）4月174.1（136.6）161.8（120.3）169.3（131.6）153.4（119.8）160.3（122.8）5月533.3（363.3）312.8（226.6）447.0（294.0）229.6（176.9）320.6（269.1）6月737.4（733.7）619.9（589.1）691.4（565.6）508.9（431.0）637.6（538.0）7月461.1（336.9）195.5（145.6）357.2（270.3）167.5（136.0）294.6（239.3）8月198.2（102.7）174.1（118.5）188.8（140.9）178.3（138.4）189.1（146.8）9月239.2（120.3）138.1（106.6）199.6（139.8）147.0（112.7）179.5（139.0）10月65.4（35.2）39.6（26.4）55.3（25.0）42.4（28.2）50.9（30.2）11月18.4（10.2）11.1（4.3）15.5（6.6）4.9（0）9.9（2.6）12月23.1（24.1）26.1（27.1）29.1（30.1）32.1（33.1）35.1（36.1）2.2区间水量平衡法分析分“不考虑面雨量”和“考虑面雨量”两种情形，分别以桂林（三）水文站和平乐（三）水文站为上下游控制断面，采用区间水量平衡法计算阳朔水文站断面月平均流量，并与阳朔水文站水位流量关系曲线推流的月平均流量相比较，分析计算值与推流值的偏差情况。2021年112月区间水量平衡法计算结果见表2。不考虑面雨量公式：Q评=Q上+(Q下-Q上)F评-F上F下-F上（1）考虑面雨量公式：Q评=Q上+P上评区间(F评-F上)P上下区间(F下-F上)(Q下-Q上)（2）由表2可以看出，利用区间水量平衡法“不考虑面雨量”和“考虑面雨量”两种情形计算，计算值与推流值两者较接近。不考虑面雨量时，最大偏差为2月的12.1%；考虑面雨量后，用产流面雨量计算，最大偏差为11月的8.1%，用总雨量计算，最大偏差为11月的29.5%，两种方法计算的结果相差不大。其余月计算值与推流值控制在10%以内。2.3径流模数法分析以桂林（三）水文站为控制断面，按式（3）计算阳朔水文站断面月平均流量；以阳朔水文站为控制断69吴树诚，莫建英，刘春杰:桂江流域上下游水量计算方法探讨面，按式（3）计算平乐（三）水文站断面月平均流量，并比较分析计算值与相应站推流值的偏差情况。2021年112月的月径流模数法计算结果见表3。计算公式：Q评=M参F评=Q参F参F评=F评F参Q参（3）由表3可以看出，利用径流模数法计算出的值表2阳朔水文站断面月平均流量计算结果（区间水量平衡法）序号一12345二678910111213141516项目不考虑面雨量情形桂林（三）水文站推流值/（m3/s）平乐（三）水文站推流值/（m3/s）阳朔水文站计算值/（m3/s）阳朔水文站推流值/（m3/s）计算值与推流值偏差/%考虑面雨量情形桂林（三）水文站推流值/（m3/s）平乐（三）水文站推流值/（m3/s）桂林阳朔产流面雨量/mm桂林平乐产流面雨量/mm桂林阳朔总雨量/mm桂林平乐总雨量/mm阳朔水文站产流计算值/（m3/s）阳朔水文站总计算值/（m3/s）阳朔水文站推流值/（m3/s）产流计算值与推流值偏差/%总计算值与推流值偏差/%月平均流量/（m3/s）1月34.966.044.245.1-1.934.966.069.455.185.766.746.746.945.13.54.02月79.9364.0165.0188.0-12.179.9364.0179.7151.8241.8186.9180.9190.3188.0-3.81.23月232.0795.0401.0421.0-4.7232.0795.0255.8236.6303.7283.7414.9413.0421.0-1.8-1.94月217.0876.0415.0408.01.7217.0876.0120.3119.8161.8153.4415.8425.8408.01.94.45月215.0554.0317.0323.0-1.9215.0554.0226.6176.9312.8229.6345.5353.7323.06.959.56月679.02 140.01 118.01 220.0-8.4679.02 140.0589.1431.0619.9508.91 278.91 213.71 220.04.8-0.57月356.0671.0451.0454.0-0.7356.0671.0145.6136.0195.5167.5457.3466.4454.00.72.78月95.8328.0166.0162.02.295.8328.0118.5138.4174.1178.3155.5163.9162.0-4.01.29月123.0305.0178.0173.02.7123.0305.0106.6112.7138.1147.0174.7174.3173.01.00.810月120.7240.8156.8155.50.8120.7240.826.428.239.642.4154.5154.5155.5-0.8-0.711月63.8115.179.276.04.163.8115.14.33.611.14.982.298.576.08.129.512月44.982.756.355.71.044.982.727.133.126.132.154.254.155.7-2.7-2.8表3阳朔、平乐（三）水文站断面月平均流量计算结果（径流模数法）序号12345678名称以桂林（三）水文站为控制断面推流值/（m3/s）阳朔水文站计算值/（m3/s）阳朔水文站推流值/（m3/s）阳朔水文站计算值与推流值偏差/%以阳朔水文站为控制断面推流值/（m3/s）平乐（三）水文站计算值/（m3/s）平乐（三）水文站推流值/（m3/s）平乐（三）水文站计算值与推流值偏差/%月平均流量/（m3/s）1月34.770.245.155.645.198.266.048.82月79.0159.7188.0-15.0188.0409.3364.012.43月227.7460.4421.09.3421.0916.6795.015.34月216.8438.4408.07.5408.0888.2876.01.45月211.9428.5323.032.7323.0703.2554.026.96月678.71 372.51 220.012.51 220.02 656.02 140.024.17月363.5734.9454.061.9454.0988.4671.047.38月95.1192.2162.018.7162.0352.7328.07.59月122.8248.2173.043.5173.0376.6305.023.510月120.7244.1155.556.9155.5338.6240.840.611月63.8128.976.069.676.0165.5115.143.812月44.990.855.763.155.7121.282.746.670广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERIN