流速模數(shù)法推求灘地流量

湯玉福，李景忠

（1.遼寧省營(yíng)口水文局，遼寧 營(yíng)口 115000；2.遼寧省水文局，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

流速模數(shù)法推求灘地流量

湯玉福1，李景忠2

（1.遼寧省營(yíng)口水文局，遼寧 營(yíng)口 115000；2.遼寧省水文局，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

試用流速模數(shù)法推求灘地流量，并用單站洪水調(diào)查綜合經(jīng)驗(yàn)公式法、小面積匯流公式法加以驗(yàn)證，保證了高水測(cè)次的流量成果精度。

流速模數(shù)法 ；洪水調(diào)查；推求流量

1 基本情況

望寶山水文站位于大清河中下游，建站于1959年，是大清河流域主要控制站，集水面積 1070 km2。該站 2012 年 8 月 3 日至 4 日發(fā)生了建站以來(lái)最大的洪水，由于測(cè)流斷面控制不好，左岸嚴(yán)重跑灘，直接影響到該次洪水流量的推算。根據(jù)實(shí)際觀測(cè)的水位、比降及計(jì)算的糙率，繪制水位～比降、水位～糙率關(guān)系曲線，通過(guò)流量模數(shù)法進(jìn)行灘地流量推求，提高了高水測(cè)次流量成果精度。

2 流速模數(shù)法推求灘地流量基本原理

計(jì)算天然水流垂線平均流速公式為：

式中：v——垂線平均流速；n——河床糙率；I——水面比降；α——水力指數(shù)。

令 1/n 為 K，α 為 X，將公式（1）略變后，取對(duì)數(shù)為直線方程式：

系恰好為一直線，直線的坡度就是水力指數(shù) α，它在水深為1m處的截距K的倒數(shù)就是糙率。

3 流速模數(shù)法推求灘地流量的方法步驟

1） 根據(jù)實(shí)測(cè)流量資料推求垂線平均流速模數(shù)，并確定垂線水深 R與垂線平均流速模數(shù)關(guān)系曲線。

2）建立推求垂線虛流速公式并推算垂線虛流速：

主槽垂線虛流速公式的建立：

灘地垂線虛流速公式的建立：

在關(guān) 系圖 上求 出直 線坡 度 0.64， 求 出 截 距16.8。

列表推算沒(méi)測(cè)到的主槽和灘地部分垂線虛流速：

根據(jù)推算的垂線虛流速連同主槽實(shí)測(cè)浮標(biāo)流速，點(diǎn)繪全斷面浮標(biāo)流速分布曲線。

用浮標(biāo)流量計(jì)算方法計(jì)算全斷面虛流量，再乘以浮標(biāo)系數(shù)即為全斷面流量。

3）幾種方法推算洪峰流量：

洪峰流量成果的驗(yàn)證

4 結(jié)語(yǔ)

用流速模數(shù)法推求望寶山水文站部分主槽及灘地洪峰流量，關(guān)鍵取決于水面比降和糙率精確程度。最好用該站實(shí)際觀測(cè)到的灘地水面比降及該站積累的灘地糙率資料，也可借用主槽實(shí)際觀測(cè)的洪水水面比降。在選用灘地糙率時(shí)，不光要看河床組成、植被情況，更要看灘地在基本斷面上下游洪水的阻塞情況以及流向等因素。流速模數(shù)法推求灘地流量是一種新的嘗試，在今后工作中還需逐漸完善，以便獲得更準(zhǔn)確的洪水資料。

表4 臺(tái)安徑流實(shí)驗(yàn)站 20cm、E601 多年蒸發(fā)月平均值系數(shù)表

5 結(jié)論

1）水面蒸發(fā)與溫度成正比。在其他氣象條件不變的前提下，水面蒸發(fā)與溫度成正比，氣溫主要控制空氣濕度，間接影響水面蒸發(fā)。按照道爾頓定律，如風(fēng)速和相對(duì)濕度不變,溫度升高 10 °C，蒸發(fā)量增加 1倍。水中含有鹽分，鹽分子會(huì)增加分子的吸力，減少蒸發(fā)。在同一環(huán)境下，海水的蒸發(fā)比淡水的少 2%～3%。

2）水面蒸發(fā)與濕度成反比。在其他氣象條件不變的前提下，一般認(rèn)為水面蒸發(fā)與濕度成反比，濕度主要決定水面上空的水氣壓與該溫度下的飽和水氣壓差，濕度越大水氣壓差越小，蒸發(fā)越小。

3）水面蒸發(fā)與風(fēng)速成正比。在其他氣象條件不變的前提下，一般認(rèn)為，風(fēng)速愈大，水面蒸發(fā)率也愈高。風(fēng)速可以帶走水面上空的水氣，使水氣壓差增大，蒸發(fā)能力提高，蒸發(fā)量大。

［1］郭永杰.長(zhǎng)春地區(qū)水面蒸發(fā)的時(shí)空分布分析［J］.吉林水利，2008（1）.

［2］郭占榮，荊恩春，聶振龍，焦鵬程，董華.種植條件下潛水入滲和蒸發(fā)機(jī)制研究［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2002（2）. 42-44.

[收稿日期]2014-02-13

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1002－0624（2014）11－0046－02

2014-06-30