大羅圈河鐵廠水文站糙率分析

李冬梅，劉德鵬

(吉林省水文水資源局通化分局，吉林通化 134001)

大羅圈河鐵廠水文站糙率分析

李冬梅，劉德鵬

(吉林省水文水資源局通化分局，吉林通化 134001)

利用大羅圈河鐵廠水文站2010年實測流量成果，對該站不同水位級和水勢條件下糙率進行了分析計算，從而確定了各水位級和水勢條件下反求糙率的回歸方程，為鐵廠水文站在常測法無法施測流量時，采用比降-面積法施測流量提供依據(jù)。

鐵廠水文站;實測流量;回歸方程;糙率分析;比降～面積法

1 流域自然概況

大羅圈河為渾江上游左岸支流，發(fā)源于龍崗山脈老嶺北麓大壺溝山，流經(jīng)通化市、通化縣八道溝鎮(zhèn)、七道溝鎮(zhèn)、六道溝鎮(zhèn)、果松鎮(zhèn)及鐵廠鎮(zhèn)，于鴨園鎮(zhèn)下游2 km處匯入渾江，全長60.8 km，流域面積730 km2。沿河兩側(cè)皆為山區(qū)及半山區(qū)，坡降陡，河道平均坡降為4.14‰。屬寒溫帶半濕潤大陸性季風氣候，夏季受副熱帶太平洋氣團的影響，濕潤多雨，多年平均降水量900 mm，年內(nèi)降水量主要集中在6～9月份，約占全年降水量的70%。多年平均氣溫4℃，無霜期7個月、日照期2 560 h、冰凍期5個月。

2 測站情況

鐵廠水文站位于渾江支流大羅圈河下游，吉林省通化市二道江區(qū)鐵廠鎮(zhèn)一心村，海拔高程436 m，測站基面為假定基面。控制河長58 km，集水面積685 km2，是渾江支流大羅圈河的重要控制站，屬省級重要水文站、二類精度站，測驗河段順直長約300 m，上、下比降間距130 m，河道比降較大，水流湍急。河床由巖石和沙卵石組成，左岸為石籠護堤，右岸為山體，斷面較順直，水面波浪較小，河道控制情況較好，多年來大斷面無較大變化。

3 資料選用

采用2010年大羅圈河鐵廠水文站實測流量成果進行分析，全年在基本水尺斷面兼流速儀測流斷面施測流量共53份。按照鐵廠水文站測站任務書要求，基本水尺斷面兼上比降水尺斷面水位級達到6.00 m以上施測流量的同時觀測上、下比降斷面水位，共有20份實測流量成果達到此標準。施測流量過程中共有3種水勢，其中漲水過程共施測8次流量：最低水位6.09 m，最高水位7.02 m，水位變幅0.93 m;最小流量98.6 m3/s，最大流量280 m3/s，流量變幅181 m3/s。落水過程共施測9次流量：最低水位6.04 m，最高水位7.46 m，水位變幅1.42 m;最小流量88.4 m3/s，最大流量392 m3/s，流量變幅304 m3/s。峰頂共施測3次流量：最低水位6.49 m，最高水位8.06 m，水位變幅1.57 m;最小流量168 m3/s，最大流量568 m3/s，流量變幅400 m3/s。實測流量成果見表1。

4 造率分析與計算

式中：Q為流量，m3/s;F為過水斷面面積，m2;R為水力半徑;I為水面比降;n為河床糙率。利用推導出的糙率公式，對鐵廠水文站20份不同水位和水勢條件下糙率進行分析計算，得出不同水位和水勢條件下的糙率值。水位與糙率成果見表2。

表1 2010年鐵廠水文站實測流量成果表

備注：①表中基本水尺兼上比降水尺。②上、下比降水尺斷面間距130 m。

表2 鐵廠水文站基本水尺水位與糙率成果表

按照表2繪制鐵廠水文站基本水尺水位～糙率不同水勢相關(guān)關(guān)系圖和總體相關(guān)關(guān)系圖，通過點群中心繪制不同水勢水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖線性，并推算出不同水勢水位反求糙率回歸方程：

式中：y為糙率;x為水位，m。

通過水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖和回歸方程分析，得出水勢漲的過程中隨著水位的變化糙率值變化不大;水勢落的過程中隨著水位變低，糙率值越小;水勢峰頂時水位越高，糙率值越大;總體水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖與漲、落和峰頂水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖對比，關(guān)系點非常散亂，不具有代表性。

圖1 2010年鐵廠水文站漲水糙率～水位關(guān)系圖

圖2 2010年鐵廠水文站落水糙率～水位關(guān)系圖

圖3 2010年鐵廠水文站峰頂糙率～水位關(guān)系圖

圖4 2010年鐵廠水文站糙率～水位關(guān)系圖

5 結(jié)語

通過對鐵廠水文站不同水位和水勢條件下糙率進行分析計算，繪制了不同水位和水勢條件下水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖，從圖中可以看出按照不同水位和水勢條件下繪制出的水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖線性比較良好，相對誤差較小;按照總體繪制的水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖比較散亂，相對誤差較大;確定了鐵廠水文站不同水位級糙率和水勢漲、落和峰3種情況下有必然關(guān)系;從而推算出利用水位反求糙率的回歸方程。為鐵廠水文站發(fā)生大洪水時，常測法無法施測流量，利用比降～面積法推求各水位級和水勢條件下的流量提供可靠的科學依據(jù)。

［1］鄭文康，劉翰湘，等.水力學［M］.北京：中國水利水電出版社，2001.

［2］林傳真，周中遠，等.水文測驗學［M］.南京：河海大學出版社，1989.

［3］葉守澤，詹道江，等.工程水文學［M］.北京：中國水利水電出版社，2000.

Roughness Analysis of Iron Factory Hydrology Station

LI Dong-mei and LIU De-peng
(Tonghua Sub-bureau of Jilin Provincial Hydrology and Water Resources Bureau，Tonghua 134001，China)

The roughness at different water stages and hydraulic situation is analyzed and calculated for the Iron Factory Hydrology Station in Daluoquan River by using results of measured discharge in 2010，and the regression equation of reverse roughness is determined at different water stages and hydraulic situation.It provides a scientific accordance by adopting slope-area method to observe the discharge for the Iron Factory Hydrology Station when the discharge can’t be observed by normal measure method.

Iron Factory Hydrology Station;measured discharge;regression equation;roughness analysis;slope-area method

P33

B

1007-7596(2011)06-0015-02

2011-05-26

李冬梅(1975-)，女，吉林通化人，工程師，現(xiàn)從事水文測驗工作;劉德鵬(1981-)，男，吉林德惠人，工程師，現(xiàn)從事水文測驗工作。