藕池康站水位流量測(cè)驗(yàn)探析

【摘要】藕池（康）站建設(shè)與1926年，距今年代久遠(yuǎn)中間存在一些斷續(xù)情況，對(duì)此本文主要針對(duì)藕池（康）站水文流量變化進(jìn)行了測(cè)驗(yàn)，并將測(cè)驗(yàn)位置的地理情況以及有效的測(cè)驗(yàn)方法做了詳細(xì)的闡述。

【關(guān)鍵詞】藕池；水位流量；測(cè)驗(yàn)分析

引言

藕池（康）站是我在上個(gè)世紀(jì)20年代建設(shè)的鄉(xiāng)河控制站，因?yàn)橹两駮r(shí)間也特別長(zhǎng)，中間的一些對(duì)藕池（康）站水文流量的測(cè)驗(yàn)得到的結(jié)果是存在斷續(xù)現(xiàn)象。如何高效的對(duì)水文流量進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，本文通過(guò)探究與分析以后提出了相關(guān)方法。

1、測(cè)站基本情況

1.1 測(cè)站地理及測(cè)驗(yàn)概況。藕池（康）站始建于1926年，為荊江四口分流藕池口分支安鄉(xiāng)河的控制站，是國(guó)家二類流量測(cè)驗(yàn)精度和二類泥沙測(cè)驗(yàn)精度基本站網(wǎng)，由于歷史原因，1926年-1952年7月各項(xiàng)目測(cè)驗(yàn)存在斷斷續(xù)續(xù)現(xiàn)象，1952年7月后開(kāi)始收集完整連續(xù)的測(cè)驗(yàn)資料。

藕池（康）站位于東經(jīng)112°18′北緯29°44′，處于湖北省公安縣藕池鎮(zhèn)，上距荊江四口之一藕池口14.7km，約970m為安鄉(xiāng)河河口，下約70km有藕池河中支匯入一起流入洞庭湖。

藕池（康）站測(cè)驗(yàn)河段順直，由于多年淤積，河床抬高，河干達(dá)半年以上。斷面為復(fù)式斷面，右岸為高灘洼地，水位38.90m時(shí)漫灘，灘寬190m。左右岸均為沙土，主泓河床為黃粘土。主泓偏右，略有擺動(dòng)。斷面上下游灘地有大片防護(hù)林。

藕池（康）站測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、輸沙，1998年前為船測(cè)，1998至2005年6月為橋測(cè)，2005年7月至今為纜道測(cè)驗(yàn)。

2、水位流量關(guān)系單值化分析理論依據(jù)

2.1 分析思路。藕池（康）站測(cè)驗(yàn)河段不穩(wěn)定，水位-流量關(guān)系以連時(shí)序繩套線為主，逐年有所偏小，水情主要受上游洪水漲落影響，中、高水期遇洞庭湖來(lái)水大時(shí)對(duì)測(cè)站斷面洪水有頂托影響，復(fù)雜的水位流量關(guān)系給水文測(cè)驗(yàn)和資料整編帶來(lái)了較大的工作量。為了適應(yīng)現(xiàn)代水文的發(fā)展，水位流量關(guān)系單值化研究顯得非常重要。根據(jù)測(cè)站的特性，在對(duì)藕池（康）站的水位流量關(guān)系進(jìn)行單值化分析時(shí)考慮用落差指數(shù)法。落差指數(shù)法既適用受洪水漲落影響的情況又適用受變動(dòng)回水影響的情況，更適用受這二種綜合因素影響的情況。而落差水尺的選取最好在測(cè)站斷面的上游和下游，選取兩組落差水尺反映上游洪水的漲落影響和下游洞庭湖水的頂托影響，藕池（康）站上游落差水尺可選長(zhǎng)江干流上郝穴站、新廠站二組水尺，下游落差水尺可選安鄉(xiāng)河出口的三岔河站水尺進(jìn)行分析。

2.2 單值化方案理論依據(jù)。藕池（康）站單值化理論依據(jù)為定落差指數(shù)法，其基本公式：

q=Qm/Zmα

為了便于計(jì)算機(jī)編程計(jì)算，考慮到單值化的各項(xiàng)影響因素，本方案采用通用公式：

q=K1×Qm/（K2Fm） （2.2-1）

Q=Qc×K2Fm/K1 （2.2-2）

Zm=Km1Zm1+Km2Zm2+B0 （2.2-3）

Zm1=Z1-Z0+B1 （2.2-4）

Zm2=Z2-Z0 +B2 （2.2-5）

Fm=Zmα （2.2-6）

式中：Qm—實(shí)測(cè)流量，單位m3/；Q—時(shí)段流量，單位m3/s；Qc—線上流量值，單位m3/s；K1—時(shí)段流量改正系數(shù)；K2—綜合落差改正系數(shù)；Km1、Km2—上、下游站落差權(quán)重值；Zm1、Zm2—上、下游站落差；Z0—藕池（康）站基本水位，單位m；Z1、Z2—上、下游站水位，單位m；α—落差指數(shù)值；Zm—綜合落差；B0—綜合落差改正值；B1、B2—凍結(jié)基面高差值。

3、分析方法

3.1 輔助水尺的確立。落差指數(shù)法進(jìn)行水位流量單值化處理最關(guān)鍵的是輔助水尺的選定。輔助水尺水位是計(jì)算落差的依據(jù)，輔助水尺的位置是否恰當(dāng)，直接關(guān)系到落差的代表性。一般來(lái)說(shuō)，受洪水漲落影響為主的測(cè)站，落差水尺宜選在測(cè)驗(yàn)斷面的上游；受變動(dòng)回水影響為主的測(cè)站，落差水尺宜選在測(cè)驗(yàn)斷面的下游；受綜合影響的測(cè)站，輔助水尺宜設(shè)在測(cè)驗(yàn)斷面的上下游。藕池（康）站主要受洪水漲落影響，中高水期個(gè)別年份也受下游洞庭湖頂托影響。因此理論上藕池（康）站輔助水尺最好選在測(cè)驗(yàn)斷面上下游。但由于受測(cè)站測(cè)區(qū)范圍內(nèi)站網(wǎng)布設(shè)的限制，在進(jìn)行水位流量單值化進(jìn)行資料分析時(shí)上游站可選擇長(zhǎng)江干流上游的新廠（二）站或郝穴站水尺作為輔助水尺，下游站只能選擇三岔河站水尺。

郝穴站距藕池（康）站約40km，新廠（二）站距藕池（康）站約22km，而三岔河站在藕池（康）站下游約76km，其上約10km有藕池河中支匯入，對(duì)藕池（康）站的水位流量關(guān)系有影響。

利用2004、2007年的資料對(duì)三組輔助水尺的四種方案（方案1：新廠（二）一組水尺；方案2：郝穴站一組水尺；方案3：新廠（二）+郝穴站二組水尺；方案4：新廠（二）+三岔河二組水尺）進(jìn)行比較，認(rèn)為方案1效果最好，單值化校正流量點(diǎn)據(jù)集中，相關(guān)系數(shù)R2為0.9975，而方案4效果最差，不僅不能解決回水頂托影響，反而使單值化校正流量點(diǎn)據(jù)更散亂，相關(guān)系數(shù)R2為0.9816以上說(shuō)明新廠（二）站的水尺能很好地反映上游洪水漲落因素影響，而三岔河站因距離較遠(yuǎn)，中間又有支流匯入，不能反映下游變動(dòng)回水影響。根據(jù)以上分析最終選擇新廠（二）站一組水尺作為輔助水尺。

4、測(cè)站水文資料的的采用

流量測(cè)驗(yàn)誤差是往往造成定線誤差檢驗(yàn)不合理。本站通斷流期間流量很小，實(shí)測(cè)流量中存在許多接近于0的小流量，當(dāng)流量的絕對(duì)值很小或接近于0時(shí)，由于受現(xiàn)行測(cè)驗(yàn)手段的限制，會(huì)因風(fēng)向風(fēng)速、測(cè)船定位、流速儀靈敏度、測(cè)深測(cè)速等諸多因素的影響，使實(shí)測(cè)流量存在很大的測(cè)驗(yàn)誤差，這些測(cè)點(diǎn)往往很難滿足整編定線的需要。

經(jīng)資料分析，水位34m以下測(cè)點(diǎn)的流量測(cè)點(diǎn)誤差在10%以上，故確定34m以下的流量測(cè)點(diǎn)參與定線但不參與定線誤差檢驗(yàn)。落差指數(shù)法綜合效果

5、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，藕池（康）站河段較不穩(wěn)定，難以對(duì)此準(zhǔn)確的進(jìn)行水文流量測(cè)驗(yàn)。通過(guò)采用差指數(shù)法對(duì)藕池（康）站進(jìn)行水文流量變化測(cè)驗(yàn)，能夠有效的提高測(cè)驗(yàn)速度，減少測(cè)驗(yàn)次數(shù)同時(shí)也提高了測(cè)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，為以后對(duì)藕池（康）站進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)提高了有效方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝運(yùn)山.水文資料整編流量測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢查[J].水文，2015，29（74）：16-17.