愛(ài)華網(wǎng)????1 概述 北河水文站2003年1月設(shè)立，為漢江支流北河的水文基本控制站，是國(guó)家重要水文要和中央報(bào)汛站，集水面積1160km2。測(cè)驗(yàn)河段較順直，河床為沙、卵石組成，斷面較穩(wěn)定?；舅邤嗝嫔嫌?2ｍ處有一座公路橋，下游500m處有一急彎，對(duì)該站有良好的控制作用。該站洪水主要受上游暴雨的影響，上游潭口電站開(kāi)閘瀉洪形成，水位流量關(guān)系呈多條臨時(shí)單一曲線(xiàn)。 Q～關(guān)系曲線(xiàn)法適用于河道窄深、斷面穩(wěn)定、高水糙率和比降變化不大的水文站水位～流量關(guān)系高水延長(zhǎng)。本文試用該關(guān)系對(duì)北河站近6年中高水實(shí)測(cè)流量資料進(jìn)行水位～流量關(guān)系單值化處理分析，對(duì)于開(kāi)展站隊(duì)結(jié)合、減少測(cè)驗(yàn)工作量、降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)水文巡測(cè)具有重要意義。 2 Q～關(guān)系曲線(xiàn)法基本原理 由水利學(xué)謝才公式可知： 式中：Q—流量；C—謝才系數(shù)；A—斷面面積：R—水力半徑，用平均水深代替；S—水面比降。 在中高水部分,近似為一常數(shù)K，天然河道一般可用代替水力半徑R，即R≈，故上式可寫(xiě)成： 從以上關(guān)系式可知在同一水位下, 流量Q與成正比關(guān)系。河床沖刷時(shí)，增大，流量相應(yīng)增大；河床淤積時(shí)，減小，流量也相應(yīng)減??；河床穩(wěn)定時(shí)，不變，流量也相應(yīng)不變。 3 Q～關(guān)系曲線(xiàn)法在北河站的應(yīng)用 北河站斷面河道順直、窄深、河床由沙、卵石組成，坡地平坦，斷面穩(wěn)定、高水糙率和比降變化不大，符合水位～流量關(guān)系的基本條件。通過(guò)2005-2010年的中高水流量資料分析，Q～關(guān)系曲線(xiàn)法點(diǎn)呈帶狀，能定單一曲線(xiàn)，若關(guān)系線(xiàn)誤差能達(dá)到規(guī)范要求，實(shí)際生產(chǎn)中可用該單值關(guān)系來(lái)推流。 3.1建立Q～關(guān)系曲線(xiàn) 根據(jù)2005-2010年實(shí)測(cè)流量成果表,編制Q～關(guān)系計(jì)算表,根據(jù)計(jì)算成果,點(diǎn)繪Q～關(guān)系曲線(xiàn)圖。 圖1 北河站歷年中高水Q～關(guān)系曲線(xiàn)圖 歷年中高水Q～關(guān)系曲線(xiàn)圖，得出歷年Q～關(guān)系為： 令y=Q，X= y=0.000000000595x4-0.000002215287x3+0.002811287053x2-0.610306592624x-3.320273042521 （式1） 3．2建立單值化后的水位～流量關(guān)系線(xiàn) 根據(jù)實(shí)測(cè)資料相應(yīng)水位，采用式1，計(jì)算出不同水位下的單值化流量，建立水位～流量關(guān)系線(xiàn)。 圖2 單值化后的水位～流量關(guān)系線(xiàn) 3．3點(diǎn)繪Z～關(guān)系曲線(xiàn)圖 點(diǎn)繪Z～關(guān)系曲線(xiàn)圖，其中Z為水位，可以了解測(cè)驗(yàn)斷面沖淤變化趨勢(shì)，見(jiàn)圖3。 圖3 歷年中高水Z～關(guān)系圖 2005-2010年， Z～關(guān)系明顯變小并趨于穩(wěn)定，該時(shí)期水位流量關(guān)系相對(duì)穩(wěn)定。水位在86.00～88.00m即中水位到高水位之間的相同水位下，減小，流量也相應(yīng)減小。 3．4測(cè)流斷面變化分析 2005年“08.15”洪水過(guò)后～2010年斷面逐年開(kāi)始變化緩慢，每年第一河洪水后，斷面局部雖有沖有淤，但總體沖淤變化不顯著。Z～關(guān)系明顯變小并趨于穩(wěn)定，該時(shí)期水位流量關(guān)系相對(duì)穩(wěn)定。2005年“08.15”洪水過(guò)后，測(cè)驗(yàn)斷面右岸有局部沖刷現(xiàn)象，表現(xiàn)在起點(diǎn)距18.0m～40.0m處河床受洪水沖刷河床下切；主河槽在起點(diǎn)距5.0～182m處，采用水文纜道實(shí)測(cè)流量；當(dāng)水位遇高水88.90以上時(shí),斷面出現(xiàn)漫灘,漫灘部分歷年變化比較小，對(duì)水位流量關(guān)系影響不大。 4 單值化誤差分析 定線(xiàn)誤差分析,中高水系統(tǒng)誤差均符合二、三類(lèi)精度的水文站不大于2%的滿(mǎn)足于《水文巡測(cè)規(guī)范》第4.3.1條的巡測(cè)規(guī)定；中高水隨機(jī)不確定度均不符合二、三類(lèi)精度的水文站不大于11%～14%的滿(mǎn)足于《水文巡測(cè)規(guī)范》第4.3.2條的巡測(cè)規(guī)定。單值化流量與實(shí)測(cè)流量相對(duì)誤差較大，主要集中在中水水位級(jí)，相對(duì)誤差大于14%的點(diǎn)子站全部實(shí)測(cè)點(diǎn)的33%。 5．影響中高水水位～流量關(guān)系因素分析 5.1上游水電站的影響 北河站洪水主要受上游暴雨的影響，上游潭口電站開(kāi)閘瀉洪形成，電站發(fā)電機(jī)組屬于河床式發(fā)電機(jī)，斷面過(guò)水流量絕大部分時(shí)間受發(fā)電控制,水流波動(dòng)大且不穩(wěn)定，突升突降,變化頻繁。洪水期，斷面流量受到溢洪閘控制，溢洪閘全開(kāi)啟后，水流集中排出。 2.2斷面受上下游人類(lèi)活動(dòng)的影響?????測(cè)流斷面上游16m處有一座新店大橋，主河槽中布設(shè)有4個(gè)橋墩。主泓基本居中，由于受橋墩影響，流速橫向分布與斷面形狀不相應(yīng)，但流速橫向分布曲線(xiàn)形狀相應(yīng)各水位級(jí)基本穩(wěn)定，中、高水時(shí)右岸有逆流產(chǎn)生。下游由于生產(chǎn)生活和工業(yè)廢水排放因素影響，導(dǎo)致河道水草大量生長(zhǎng)，加上人工種植樹(shù)木、經(jīng)濟(jì)作物生長(zhǎng)等因素影響，測(cè)流斷面下游過(guò)水?dāng)嗝娌诼拾l(fā)生變化，糙率變大，對(duì)中低水水位流量影響較大。 2.3受斷面沖淤和漲落水影響 分析2005-2010年大洪水過(guò)后實(shí)測(cè)水位流量關(guān)系均偏小分析發(fā)現(xiàn)，而本測(cè)流斷面沖淤變化不大，面積變化不大，斷面平均流速均偏小，說(shuō)明下游斷面有淤積現(xiàn)象變化影響；洪水波產(chǎn)生附加比降，漲水點(diǎn)偏右，落水點(diǎn)偏左，峰、谷點(diǎn)居中間。 6 結(jié)論 (1)北河站2005年5月開(kāi)始在基上26m處流速儀測(cè)流斷面采用水文纜道測(cè)流以來(lái)，受上游潭口電站發(fā)電以及來(lái)水來(lái)沙影響、公路橋等人工活動(dòng)影響，測(cè)驗(yàn)河段不斷變化，中高水水位流量關(guān)系較散亂，歷年流量測(cè)驗(yàn)點(diǎn)子呈帶狀分布，自左右偏移不定，目前測(cè)驗(yàn)河段和測(cè)流斷面尚未完全穩(wěn)定。目前該站尚不具備流量單值化分析的條件，應(yīng)待測(cè)驗(yàn)河段運(yùn)行穩(wěn)定后再進(jìn)行流量單值化分析。
(2)從定線(xiàn)的角度來(lái)看，中高水單值化水位～流量關(guān)系線(xiàn)隨機(jī)不確定度都超出規(guī)范的要求；中高水單值化流量與實(shí)測(cè)流量相對(duì)誤差較大；從水量的角度來(lái)看，中高水單值化水位～流量關(guān)系線(xiàn)能夠滿(mǎn)足規(guī)范的要求。中高水歷年綜合線(xiàn)或當(dāng)年單一線(xiàn)可以供我們今后分析參考。 （3）近期流量測(cè)驗(yàn)測(cè)次布置：根據(jù)水位與流量變化情況布置測(cè)次，以能滿(mǎn)足水位流量關(guān)系整編定線(xiàn)、準(zhǔn)確推算逐日流量和各種特征值；潭口電站正常發(fā)電期間，斷面穩(wěn)定，按照單一線(xiàn)布點(diǎn)；在中高水水位在相鄰或相近水位級(jí)，斷面流速和斷面面積變化較小，水位流量關(guān)系相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，可適當(dāng)減少測(cè)次；當(dāng)水流情況發(fā)生明顯變化，水位流量關(guān)系發(fā)生改變時(shí)，應(yīng)實(shí)時(shí)增加測(cè)次。 參考文獻(xiàn) [1]長(zhǎng)江水利委員會(huì)主編.水文資料整編規(guī)范.SL247—1999,中國(guó)水利水電出版社.2000 [2]張留柱，趙志貢，張法中 等編著.水文測(cè)驗(yàn)學(xué).鄭州：黃河水利出版社.2003.03
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