三峡水库蓄水后宜昌站水位特性分析

收稿日期:２０１８－１２－１０
作者简介:张㊀祎ꎬ男ꎬ高级工程师ꎬ主要从事水文测验和水资源研究等工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｊｓｓｚｙ＠ｓｉｎａ.ｃｏｍ
㊀㊀文章编号:１００６－００８１(２０１９)０２－００４３－０５
三峡水库蓄水后宜昌站水位特性分析
张㊀祎１ꎬ张释今２ꎬ王定杰１ꎬ樊丽娜１
(１.长江水利委员会水文局长江三峡水文水资源勘测局ꎬ湖北宜昌㊀４４３０００ꎻ
２.长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局ꎬ湖北荆州４３４０００)
㊀㊀摘要:葛洲坝水利枢纽和三峡水利枢纽工程兴建完工后ꎬ库区蓄水形成了水库ꎬ而水库的调节改变了宜昌站基本水尺断面的水位时间变化和行进规律ꎮ利用三峡水利枢纽和葛洲坝水利枢纽的出库控制站 宜昌站收集的２００３~２０１６年观测资料成果ꎬ分析研究了三峡水利枢纽蓄水后宜昌站的水位特性ꎮ针对其变化特性提出了测验工作中的应对措施ꎬ确保以最优的方案提取能控制全年水位变化过程的控制点水位与时段水位ꎬ做好水文整编工作ꎮ
关键词:水位特性ꎻ水位变化ꎻ特性分析ꎻ控制措施ꎻ宜昌站ꎻ三峡水库
中图法分类号:Ｐ３３７㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.１５９７４/ｊ.ｃｎｋｉ.ｓｌｓｄｋｂ.２０１９.０２.０１１
㊀㊀三峡水利枢纽位于长江西陵峡中段ꎬ坝址在湖北省宜昌市三斗坪ꎬ控制流域面积１００万ｋｍ２ꎬ多年平均年径流量４５１０亿ｍ３ꎬ多年平均年输沙量５.３亿ｔꎮ该工程１９９４年１２月１４日正式开工ꎬ１９９７年１１月８日完成大江截流ꎬ２００２年１１月６日完成明渠截流ꎮ
２００３年５月２５日开始关闸蓄水ꎬ形成水库ꎬ６月１０日坝前水位蓄至围堰发电期水位１３５ｍꎻ１０月２５日三峡水库再次蓄水ꎬ１１月５日坝前水位蓄至１３９ｍ附近ꎮ２００６年９月２０日ꎬ三峡水库开始１５６ｍ水位蓄水ꎬ１０月２７日ꎬ三峡水库坝上水位达到１５６ｍ高程ꎮ２０１０年１０月２６日成功蓄水至１７５ｍ水位ꎮ三峡水库属于年调节水库ꎬ总库容３９３亿ｍ３ꎬ其中防洪库容２２１.５亿ｍ３ꎬ正常蓄水位１７５ｍꎬ汛期防洪限制水位１４５ｍꎬ枯水期消落水位１５５ｍꎮ水库调洪可消减洪峰流量达２.７万~３.３万ｍ３/ｓꎬ能有效控制长江上游洪水ꎬ增强长江中下游抗洪能力ꎮ
三峡水利枢纽具有防洪㊁发电㊁航运等综合效益ꎮ①防洪ꎮ三峡大坝建成后形成巨大的水库ꎬ滞蓄洪水ꎬ使下游荆江大堤的防洪能力由防御１０ａ一遇的洪水提高到抵御１００ａ一遇的大洪水ꎬ防洪库容在７３亿~２２０亿ｍ３之间ꎮ②发电ꎮ三峡水电站是世界最大的水电站ꎬ总装机容量１８２０万ｋＷꎮ电力主要供应华中㊁华东㊁华南㊁重庆等地区ꎮ③航运ꎮ三峡工程位于长江上游与中游的交界处ꎬ地理位置得天独厚ꎬ对上可以渠化三斗坪至重庆河段ꎬ对下可以增加葛洲坝水利枢纽以下长江中游航道枯水季节流量ꎬ能够较为充分地改善重庆至武汉间通航条件ꎬ满足长江上中游航运事业远景发展的需要ꎮ通航能力可以从每年１０００万ｔ提高到５０００万ｔꎮ另外ꎬ三峡水利枢纽工程在养殖㊁旅游㊁保护生态㊁净化环境㊁开发性移民㊁南水北调㊁供水灌溉等方面均会发挥巨大效益ꎮ
宜昌站属三峡水利枢纽工程的出库控制站ꎬ对三峡水库的调度进行全过程实时监测ꎬ同时也服务于三峡工程ꎬ为三峡水库调度提供实时观测数据ꎮ该站始建于１９４６年ꎬ从１８７７年开始有系统水文观测资料ꎬ属于国家级基本水文站ꎬ位于东径１１１ʎ１７ᶄꎬ北纬３０ʎ４２ꎬ集水面积约１００万ｋｍ２ꎬ占全流域面积的５５.９％ꎻ控制长江上游的来水量ꎬ同时也控制三峡水利枢纽和葛洲坝水利枢纽的出库水量ꎮ宜昌水文断面位于三峡水利枢纽下游４４ｋｍꎬ葛洲坝水利枢纽下游６ｋｍꎮ测验河段长约３ｋｍꎬ尚顺直ꎮ断面呈偏 Ｕ 型ꎬ水面宽６３０~７８０ｍꎬ年水位变幅约１７ｍꎮ右岸为山区与平原过渡地段ꎬ左岸为宜昌市城区ꎬ河
３４
段两岸较为稳定ꎬ近几十年来河势未有大的变化ꎮ三峡水利枢纽工程蓄水以后改变了宜昌基本水尺断面的水位时空变化和行进规律ꎮ
本文采用宜昌站２００３~２０１６年实测水位资料ꎬ分析该站在三峡水利枢纽工程蓄水以后水位特性变化ꎮ
１㊀宜昌站水位观测基本情况
宜昌站在２００３年以前水位采用人工观测ꎬ观测段制根据水位级和水位变幅情况㊁报汛要求布置ꎬ以能测得完整的水位变化过程ꎬ满足日平均水位计算㊁推算流量和水情拍报的要求为原则ꎮ２００３年３月投产使用中澳ＣＲ５１０型气泡压力式水位计ꎬ同年７月又安装了一套梯调自记水位计ꎬ两种仪器均可设置为５ꎬ１０ꎬ３０ｍｉｎ或１ｈ采集一个水位数据ꎬ满足测量精度要求ꎬ使用良好ꎬ检测合格ꎬ符合现行国家标准的要求ꎬ完整记录了三峡水利枢纽蓄水后的宜昌断面水位变化情况ꎮ表１㊀宜昌站基本水尺断面瞬时水位观测误差统计
序号序列长度最大误差值
/ｃｍ
系统差/ｃｍ标准差/ｃｍ保证率(＝０ｍ)/％
保证率(ɤ０.０１ｍ)/％
保证率(ɤ０.０３ｍ)/％
个体差异随机不确定度/ｃｍ
１４３ʃ３０.６２８１.１２５.６６９.８１００２.２２
４０
ʃ２
０.２７５
０.７
５０.０
９７.５
１００
１.４
注:分析中有３次受过船波浪影响较大的水位ꎬ因不属个体差异因素影响而未参加统计计算ꎮ
１.１㊀水位观测精度
水位观测精度主要指仪器或人工采集水位数据的准确度和可靠性ꎮ影响水位观测精度的因素较为复杂ꎬ如波浪㊁水位涨落率㊁观测人员的个体差异㊁水位感应器物理精度及消浪处理等ꎮ
采用人工观测水位和自记采集水位的优缺点有互补性和差异性ꎬ为研究同一测站使用两种方法观测水位精度及其对比性ꎬ调整观测布置ꎬ进一步提高水位测报的时效性ꎬ保证观测数据准确可靠ꎮ根据«长江委水文局报汛自动化实施方案»ꎬ选择在水位变化过程中受水位涨落率㊁断面冲淤变化㊁水利工程等影响较为突出的宜昌水文站开展了２００５年宜昌水文站水位精度专题研究ꎮ
研究结果表明:去掉受过船波浪影响较大的水位后ꎬ误差小于３ｃｍ的水位保证率为１００％ꎬ说明在正常情况下能够保证水位观测成果的质量ꎻ宜昌站位于长江葛洲坝水利枢纽下游ꎬ处于宜昌港区ꎬ水流变化不均匀ꎬ来往船只较多ꎬ江面时常出现大小波浪ꎬ对数据采集精度造成一定的影响ꎮ实际情况表
明ꎬ波浪越大ꎬ水位采集差值越大ꎬ一般情况下某瞬时水位与时段平均水位差异最大为２ｃｍꎬ但过船时受波浪影响造成观测差异最大达到４ｃｍꎮ当整点水位出现在涨水段ꎬ整点前的水位一般略高于整点后的水位ꎬ平均后误差得以中和ꎬ退水段则正好相反ꎮ平均水位值与各瞬时采集值的误差大小主要与涨落率有关ꎬ涨落率越大则误差相对较大ꎬ但误差均在允许范围内ꎮ三峡水库调度加大后ꎬ水位突变对水位精度影响不大ꎬ水位精度满足要求(见表１)ꎮ１.２㊀水位级划分
根据工程水文学和«河流流量测验规范»(ＧＢ
５０１７９－９３)中关于水位级的划分方法ꎬ采用宜昌站历年水位观测资料对全年水位分级ꎬ其计算结果见表２ꎮ
表２㊀宜昌站水位级划分
ｍ
高水期水位(Ｚ)中水期水位(Ｚ)低水期水位(Ｚ)枯水期水位(Ｚ)Ｚȡ４８.５０
４３.００ɤＺ<４８.５０
３９.５０ɤＺ<４３.００
Ｚ<３９.５０
２㊀水位逐时过程变化分析
宜昌水文断面在１９８０年以前只受天然洪水传播影响ꎮ１９８１年１月４日葛洲坝水利枢纽工程大江截流ꎬ同年６月蓄水至坝前水位达５９.３９ｍꎬ天然时期的行洪规律受到人工影响ꎬ宜昌水文断面水位改变未受上游水工程调度影响和天然洪水传播影响ꎮ葛洲坝水利枢纽是低水头径流式电站ꎬ坝前水位基本稳定ꎬ水库不起拦蓄作用ꎬ来多少水泄多少水ꎬ故蓄水前后宜昌站的水位特征基本上无变化[１]ꎮ自２００３年三峡水利枢纽工程蓄水以后ꎬ三峡
水库属于年调节水库ꎬ水库调洪能力强ꎬ能有效控制长江上游洪水ꎬ增强长江中下游抗洪能力ꎬ使得基本水尺断面受天然洪水传递影响不断减弱ꎬ水工程调度影响相对增强ꎬ反映在水位过程中其主要特征为水位变化呈锯齿状波动ꎬ局部水位受水工程调度影响而升高或下降[２]ꎮ下面按水位级选择几个有代表性的时段的水位
过程进行分析ꎮ
４４
２.１㊀低枯水期
低枯水期间每天水位沿某一均值上下波动ꎬ较为规则ꎬ最低值出现在０７:００~０９:００之间ꎬ波动最高值一般出现在１９:００~２２:００之间ꎬ波动周期为１０~１４ｈ左右ꎮ说明三峡水库调度在每日的０７:００~０９:００时开始开闸放水ꎬ１９:００~２２:００开始关闸蓄水ꎮ宜昌站２０１５年１１月逐时水位过程线(使用中澳ＣＲ５１０型气泡压力式水位计采集ꎬ每５ｍｉｎ采集一个水位数据ꎬ共有８６２５个水位数据)见图１ꎮ图１较明显地反映出低枯水期不同水位的过程变化情况ꎮ从图中可看出ꎬ水位在４０.００ｍ以下的水位(属低枯水)波动范围为０.２~０.３ｍꎻ水位在４０.００~４３.００ｍ的水位(属低水)波动范围为０.３~１.４ｍꎮ
４４．０４３．５４３．０４２．５４２．０４１．５４１．０４０．５４０．０３９．５３９．０
／ｍ
２０１５－１１－０１
２０１５－１１－０
６２０１５－１１－１１
２０１５－１１－１６
２０１５－１１－２１
２０１５－１１－２６
２０１５－１２－０１
（－－）
图１㊀宜昌站２０１５年１１月逐时水位过程线
２.２㊀中水期
宜昌站２０１４年７月逐时水位过程线(使用中澳
ＣＲ５１０型气泡压力式水位计采集ꎬ每１０ｍｉｎ采集一个水位数据ꎬ共有４４６５个水位数据)见图２ꎮ图２反映出中水期受三峡水库调度和天然洪水传播影响情况下不同水位的变化过程ꎮ从图中可看出ꎬ在中水期水位涨落幅度要大于低枯水涨落幅度ꎬ在水位涨落水过程中每日仍存在较为明显的上下波动ꎬ其波动范围略大于低枯水ꎬ为０.２~１.４ｍꎬ日波动峰谷值差与低水(水位为４０.００~４３.００ｍ)相近ꎮ波峰出现在１９:００~２２:００之间ꎬ波谷出现在次日
０７:００~０９:００之间ꎬ波动周期为１０~１４ｈ左右ꎬ有时在波峰(谷)附近有短时小锯齿状波动ꎮ在水位急涨或急落时ꎬ在洪水传播中影响因素相互抵消ꎬ水位波动特征表现相对不明显ꎮ２.３㊀高水期
宜昌站２０１４年９月逐时水位过程线(使用中澳ＣＲ５１０型气泡压力式水位计采集ꎬ每１０ｍｉｎ或５ｍｉｎ／ｍ
４９．５
４９．０４８．５４８．０４７．５４７．０４６．５４６．０４５．５４５．０４４．５４４．０４３．５４３．０
２０１４－０７－０１
２０１４－０７－０６
２０１４－０７－１１
２０１４－０７－１６
２０１４－０７－２１
２０１４－０７－２６
２０１４－０７－３１
（－－）
图２㊀宜昌站２０１４年７月逐时水位过程线
采集一个水位数据ꎬ共有８４１７个水位数据)见图３ꎮ图３反映了高水期两次洪水完整的水位变化过程ꎮ高水期主要发生在水位急涨或急落时ꎬ水位波动特征在洪水传播中表现不明显ꎮ水位的波动特征只是在水位变化幅度较小或水位相对平稳时表现相对突出ꎬ洪峰附近水位波动完全受水工程调度影响ꎬ范围时大时小ꎬ与正常情况下的波动特征略有差别ꎮ从图中可看出ꎬ高水期水位涨落率较大ꎬ水位波动周期短ꎬ为３~５ｈ左右ꎬ水位波动范围为０.２~０.５ｍꎮ
／ｍ
（－－）
５３．０
５２．５５２．０５１．５５１．０５０．５５０．０４９．５４９．０４８．５４８．０４７．５４７．０４６．５４６．０４５．５４５．０
２０１４－０９－０１
２０１４－０９－０６
２０１４－０９－１１
２０１４－０９－１６
２０１４－０９－２１
２０１４－０９－２６
２０１４－１０－０１
图３㊀宜昌站２０１４年９月逐时水位过程线
３㊀水位分布特征分析
３.１㊀水位月分布特征
基于宜昌站２００３年以后的水位整编成果ꎬ进行了时间系列的特征统计分析ꎬ并绘制了宜昌站２００３~２０１６年月平均水位过程线ꎬ详见图４ꎮ从图中可
以看出ꎬ自三峡水库蓄水以后宜昌站水位月分布特征仍然是在汛期(系指５月１日~１０月１５日)水位高ꎬ非汛期(系指１０月１６日至次年４月３０日)水位低ꎮ但从年际变化来看每年１~５月㊁１１~１２月平均水位有抬高趋势ꎬ特别是２０１０年以后较为明显ꎻ６
５４ 张㊀祎等㊀三峡水库蓄水后宜昌站水位特性分析
~１０月平均水位则有下降趋势ꎬ出现下降趋势的时
间也是从２０１０年开始ꎬ这是三峡水库调蓄的作用所导致ꎮ受人为控制三峡水库水位的影响ꎬ每年１~５月㊁１１~１２月水库下泄流量不断加大ꎬ到２０１５年不小于６０００ｍ３/ｓ[３]ꎬ宜昌水文断面平均水位由此逐年抬高ꎮ其中１~３月和１１~１２月ꎬ由于三峡水库补水ꎬ水位抬高０.６~０.８ｍꎻ４~５月三峡水库消落期也造成宜昌水位抬高ꎮ６~９月是洪水频发期ꎬ为有效减轻中下游防洪压力ꎬ通过科学调度三峡水库ꎬ在洪峰期间拦蓄洪量和削峰而使宜昌水位下降ꎮ９~１０月为三峡水库蓄水期ꎬ平均拦蓄能力约５２００
ｍ３/ｓꎬ较天然情况宜昌平均水位也在降低ꎮ
／ｍ
４９４７４５４３４１３９３７３５
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２
图４㊀宜昌站２００３~２０１６年月平均水位过程线
３.２㊀水位年分布特征
宜昌站２００３~２０１６年年特征水位值统计成果见表３ꎮ
表３㊀宜昌站２００３~２０１６年年特征水位值统计
年份最高水
位/ｍ日期１
(月－日)最低水位/ｍ日期２
(月－日)年平均水位/ｍ年变幅
/ｍ２００３５１.９５０９－０４３８.０７０２－０９４２.６１１３.８８２００４５３.９８０９－０９３８.５２０１－３１４３.０２１５.４６２００５５２.１４０７－１１３８.４１０２－１８４３.２８１３.７３２００６４９.２４０７－１０３８.５８０２－０４４１.２７１０.６６２００７５２.９７０７－３１３８.７５０１－０９４２.５２１４.２２２００８５１.１２０８－１８３８.８６０１－０７４２.８１１２.２６２００９５１.１３０８－０８３９.１７１２－２９４２.３１１１.９６２０１０５１.７８０７－２６３９.１７０３－１６４２.４１１２.６１２０１１４８.１６０７－０８３９.２１１２－２２４１.７４８.９５２０１２５２.８７０７－３０３９.１９１２－０４４２.８６１３.６８２０１３４９.９１０７－２３３９.１８１２－０２４１.９１０.７３２０１４５２.５１０９－２０３９.２４０２－０１４２.８１１３.２７２０１５４８.７５０７－０１３９.２５０２－１８４２.１４９.５０２０１６
４９.４９０７－０２
３９.２８０２－０９４２.５８１０.２１
㊀㊀从表３中可以看出ꎬ受三峡水库调度的影响ꎬ水位年分布出现以下变化:历年最高水位有下降趋势ꎬ
排除２００６年特枯水情外ꎬ从２００５年开始历年最高水位下降趋势明显ꎻ历年最低水位从２００３年开始则
出现逐年抬高趋势ꎬ到２００９年水位抬高了１.１ｍꎬ但从２００９年以后每年抬高幅度不大ꎬ年变化为０~
０.１ｍꎬ最低水位控制在３９.２０ｍ左右ꎮ从年平均水位变化看ꎬ没有明显的上升或下降趋势ꎬ说明水位变化主要在局部时段或部分水位级ꎮ２００３年前宜昌站多年平均水位为４３.３４ｍ(１９８１~２００２年)ꎬ年最低水位为３８.３０ｍ(１９９８年２月１４日)ꎬ年最高水位５５.３８ｍ(１９８１年７月１９日)ꎬ水位最大变幅
１７.０８ｍꎮ三峡水库运行后宜昌站多年平均水位为４２.４５ｍ(２００３~２０１６年)ꎬ年最低水位为３８.０７ｍ(２００３年２月９日)ꎬ年最高水位５３.９８ｍ(２００４年９月９日)ꎬ水位最大变幅１５.４６ｍꎬ年水位变幅在逐步缩小ꎮ
３.３㊀保证率水位
宜昌站２００３~２０１６年年保证率水位统计成果见表４ꎮ从表４可以看出ꎬ２００３年以后最高水位保证率为４７.９１~５３.７６ｍꎬ２００８~２０１６年控制在５２.６０ｍ以下ꎮ第１５天为４５.７５~５１.２３ｍꎬ第３０天为４４.６１~４９.６７ｍꎬ第９０天为４２.６６~４６.３４ｍꎬ第１８０天为４０.１５~４２.６２ｍꎬ第２７０天为３９.０９~４０.５４ｍꎬ最低水位保证率为３８.１１~３９.５１ｍꎮ特别是从２００９年开始ꎬ断面水位基本维持在３９.２０ｍ(相应流量５０００ｍ３/ｓ)ꎬ以后逐年递增ꎬ到２０１５年水位维持在３９.５０ｍ(相应流量６０００ｍ３/ｓ)ꎮ丰水年高洪期断面水位控
制在５２.６０ｍ(相应流量４５０００ｍ３/ｓ)以下ꎬ说明通过三峡水库调节ꎬ保证了汛期长江中下游防洪㊁枯水期航运和生态需水量的需要ꎮ
表４㊀宜昌站２００３~２０１６年年保证率水位统计
ｍ
年份最高第１５天第３０天第９０天第１８０天第２７０天最低２００３５１.６７５０.０５４９.０９４６.３４４１.０３３９.０９３８.１１２００４５３.７６４８.０８４７.４５４６.０６４２.６２３９.７５３８.５８２００５５１.８８５１.１１４９.１９４６.２６４２.４５３９.７６３８.５２２００６４８.８３４５.７５４４.６１４２.６６４０.７４３９.６１３８.６４２００７５２.５５５０.４１４９.６７４５.０４４１.３６３９.１３３８.７９２００８５０.９０４９.４３４８.２２４５.５５４２.３０３９.５０３８.９１２００９５０.９７４８.９１４８.２８４４.４３４１.０６３９.４７３９.２４２０１０５１.６４４９.４７４８.３９４５.４３４０.９４３９.３７３９.２２２０１１４７.９１４７.１４４５.５６４２.７８４０.８０３９.９９３９.２８２０１２５２.６０５１.２３４９.６２４５.２３４１.７２３９.５４３９.２８２０１３４９.６７４８.４０４７.９５４４.０２４０.１５３９.５１３９.２４２０１４５２.４５４８.４１４７.６９４４.７８４２.４５３９.９３３９.３８２０１５４８.６５４６.４７４５.６１４３.９９４２.１３４０.００３９.４９２０１６
４９.０８４８.６４４８.００４４.１６４１.６３４０.５４３９.５１
４㊀三峡水库蓄水前、后水位特性对比分析
水位是反映水体㊁水流变化的水力要素和重要指标ꎬ其变化主要取决于水体自身水量的增减变化㊁约束水体条件的改变和水体受干扰的影响等因素ꎮ水位特性在一定时间和空间范围内相对稳定ꎮ依照宜昌站多年水位的变化ꎬ考虑受约束水体条件明显改变的影响ꎬ将宜昌站水位变化分成两个时间段ꎬ即三峡水库蓄水前(１８７７~２００２年)和三峡水库蓄水后
６４ ㊀２０１９年２月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀水利水电快报㊀ＥＷＲＨＩ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４０卷第２期㊀
(２００３~２０１６年)ꎮ三峡水库蓄水前㊁后的水位变化特性具有相似的基本特征ꎬ也有不同点ꎬ见表５ꎮ表５㊀三峡水库蓄水前㊁后宜昌站水位特性及成因
工况水位特性主要成因
三峡水库蓄水前
㊀㊀全年水位发生涨落变
化ꎬ汛期涨落幅度大ꎬ非
汛期涨落平缓河流来水量的变化ꎬ河道冲淤变化ꎬ水流顶托等
水位逐时过程线顺趋势
呈光滑曲线天然来水传播
月分布特征是汛期水位高ꎬ非汛期水位低汛期来水量大ꎬ非汛期来水量小
多年平均水位呈下降趋势河床下切ꎬ人类活动影响
年水位变幅大河流来水量增减的变化
三峡水库蓄水后
㊀㊀全年水位发生涨落变
化ꎬ汛期涨落幅度大ꎬ非
汛期涨落平缓河流来水量的变化ꎻ河道冲淤变化ꎬ水库引出水量ꎬ水流顶托等
水位逐时过程线顺趋势
呈锯齿状波动水库日调节影响
月分布特征是汛期水位高ꎬ非汛期水位低汛期来水量大ꎬ非汛期来水量小
多年平均水位呈下降趋势河床下切ꎬ人类活动影响
年水位变幅缩小水库调节影响
５㊀水位监测和资料整编控制措施
根据三峡水利枢纽蓄水以后宜昌基本水尺断面水位变化情况ꎬ为提高水位成果质量ꎬ保证水位资料准确可靠㊁连续完整ꎬ建议从以下几个方面采取措施ꎮ
(１)使用自记仪器采集的水位数据存在波动性ꎬ特别是中低水期间水位的波动变化较大ꎬ因而水位的校核较为关键ꎬ可以定期检查仪器波动情况的正确性ꎮ
(２)高水期间ꎬ当波浪较大时ꎬ水位的瞬间数据采集存在一定误差ꎬ建议有条件情况下做水面的静水处理ꎮ
(３)在整理水位数据时ꎬ在保证水位数据完整的情况下要做好水位的平滑和滤波处理ꎮ其方法是在充分考虑水位变化的实际情况下ꎬ保证水位变化的连续性ꎬ减少水位锯齿状形态ꎻ特别是在对水位特征值的处理时ꎬ尽量要靠近ꎬ即平滑线要走上包线靠近最高水位ꎬ下包线尽量靠近最低水位ꎮ(４)在满足整编洪水摘录和汇编刊印需要的情况下ꎬ尽量压缩摘录段次ꎬ不要过多增加洪水摘录的时段ꎮ
６㊀结㊀论
通过对三峡水利枢纽蓄水以后宜昌站实测水位资料和整编资料分析ꎬ得出如下结论ꎮ(１)２００３年以后受上游水利工程调度和天然洪水传播影响ꎬ水位波动性增强ꎬ特别是中低水阶段较为突出ꎻ水位在４０.００ｍ以下的水位(属低枯水)波动范围为０.２~０.３ｍꎻ水位在４０.００~４９.００ｍ的水位(属中低水)波动范围为０.３~１.４ｍꎬ波峰出现在
１９:００~２２:００之间ꎬ波谷出现在次日０７:００~０９:００之间ꎬ波动周期为１０~１４ｈ左右ꎬ有时在波峰(谷)附近有短时小锯齿状波动ꎮ
(２)水位月分布特征仍是在汛期水位高ꎬ非汛期水位低ꎬ每年１~５月㊁１１~１２月平均水位有抬高趋势ꎬ６~１０月平均水位则有下降趋势ꎬ特别是２０１０年以后较为明显ꎮ
(３)从年平均水位变化看ꎬ没有明显的上升或下降趋势ꎬ说明水位变化主要在局部时段或部分水位级ꎮ历年最高水位有下降趋势ꎬ排除２００６年特枯水情外ꎬ从２００５年开始历年最高水位下降趋势明显ꎻ历年最低水位从２００３年开始则出现逐年抬高趋势ꎬ到２００９年水位抬高了１.１ｍꎻ２００９年以后每年抬高幅度不大ꎬ年变化在０~０.１ｍ之间ꎬ最低水位控制在３９.２０ｍ左右ꎮ中低水出现时间加长ꎬ高水时间相对变短ꎬ年水位变幅在逐步缩小ꎮ(４)按照«三峡水库优化调度方案»ꎬ三峡水库调度主要有防洪调度㊁发电调度㊁航运调度和水资源(水量)调度ꎮ通过三峡水库调节ꎬ保证了汛期长江中下游防洪㊁枯水期航运㊁城乡居民用水以及工农业生产和生态用水的需要ꎮ２００８年以后最高水位保证率控制在５２.６０ｍ以下ꎮ２００９年开始最低水位保证率从断面水位基本维持在３９.２０ｍꎬ以后逐年递增ꎬ到２０１５年水位维持在３９.５０ｍꎮ
总之ꎬ三峡水库蓄水后对宜昌基本水尺断面水位特性的影响较为突出ꎬ原有规律改变导致测验和整编方法的调整ꎬ只有通过对新规律的认识ꎬ摸清宜昌站的水位新特性ꎬ并采取一定的控制措施ꎬ才能保证水文资料成果质量ꎬ提高资料的代表性和精度ꎮ参考文献:
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[２]㊀高亚军ꎬ李国斌ꎬ陆永军.三峡电站日调节对下游宜昌站水位的影响[Ｊ].水利水运工程学报ꎬ２００９(２):５０
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[３]陈淑楣.三峡水库航运优化调度蓄水方案研究[Ｊ].南京航运职业技术学院学报ꎬ２０１３ꎬ１２(３):５９－６２.
(编辑:朱晓红)
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张㊀祎等㊀三峡水库蓄水后宜昌站水位特性分析。