洪水漲落和水位流量的相關(guān)性

張 琪 侯超新

洪水漲落和水位流量的相關(guān)性

張 琪 侯超新

水位流量關(guān)系的定線推流工作的順利進(jìn)行往往會(huì)受到洪水漲落因素的影響，故在水文資料整編中具有無可替代的重要意義。本文從洪水漲落與水位流量相關(guān)性分析入手，對(duì)于洪水漲落和水位流量的關(guān)系進(jìn)行了判定。

洪水漲落 水位流量 相關(guān)性

洪水漲落和水位流量的相關(guān)性是平原型河道站定線的基礎(chǔ)工作之一，該工作的順利進(jìn)行能夠讓諸如連時(shí)序法推流、臨時(shí)曲線法的工作更加精確，故具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、洪水漲落與水位流量相關(guān)性分析

洪水漲落與水位流量相關(guān)性分析是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，以下從相關(guān)性計(jì)算方法、基本計(jì)算原理、水位比降與斷面流量間關(guān)系等方面出發(fā)，對(duì)于洪水漲落與水位流量相關(guān)性進(jìn)行了分析。

（一）相關(guān)性計(jì)算方法

我們可以從水位和流量曲線之間的關(guān)系得到洪水波動(dòng)，其部分情況下有顯著逆時(shí)針循環(huán)表現(xiàn)，在這一證明過程中數(shù)據(jù)試驗(yàn)和單值計(jì)算以及圖形分析方法的合理應(yīng)用是非常有價(jià)值的。然而需要注意的是，在相關(guān)性計(jì)算過程中由于其整體的計(jì)算過程復(fù)雜，并且還存在著固定經(jīng)驗(yàn)的影響，這導(dǎo)致其在實(shí)踐中很少使用。因此為了能夠有效地避免實(shí)驗(yàn)誤差，本文提出了一種新的方法基礎(chǔ)上的基本流量公式。實(shí)踐證明，該方法穩(wěn)定有效。并且可以使其免受多種因素影響，確保水位與水流關(guān)系計(jì)算的穩(wěn)定性。

（二）基本計(jì)算原理

洪水漲落和水位流量的計(jì)算多采用流量波動(dòng)重組、間隙比值法、特征河長法、指數(shù)法和序貫法等計(jì)算方法。在間隙比值法的應(yīng)用過程中應(yīng)為其水位流量關(guān)系不受洪水漲落影響，因此這意味著計(jì)算人員可以通過反復(fù)的測(cè)試來獲得水流運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性特征，然后在此基礎(chǔ)上推測(cè)具體的流量。在這一過程中需要注意的是，因?yàn)檫@些計(jì)算方法的，隨機(jī)性較大，因此在部分情況下計(jì)算結(jié)果的誤差也不同。鑒于此，洪水水位和流量的穩(wěn)定性之間的基本關(guān)系可以通過指數(shù)法來獲得更加低的計(jì)算誤差。

（三）水位比降與斷面流量間關(guān)系

眾所周知水文資料整編的實(shí)際效果不單純的依賴于于水文資料整編的理論、方法是否正確合理以及工作釋放精細(xì)，而是還包括了其是否能夠真正的發(fā)現(xiàn)和解決水文測(cè)驗(yàn)中存在的不足和問題，從而能夠在此基礎(chǔ)上提出可以顯著改進(jìn)水文測(cè)驗(yàn)工作效率的捷徑。因此根據(jù)上述原理，通過計(jì)算1971～1972年的洪災(zāi)率、斷面流速比、洪水波動(dòng)率和穩(wěn)定亮點(diǎn)集計(jì)算洪水災(zāi)害總數(shù)。在這一過程中通過對(duì)于間隙比值法、特征河長法、指數(shù)法和序貫法等計(jì)算方法的對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，使得實(shí)驗(yàn)計(jì)算點(diǎn)的相對(duì)誤差從0.95%降低至0.75%。

二、洪水漲落和水位流量關(guān)系判定

洪水漲落和水位流量關(guān)系判定是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，以下從合理利用水力學(xué)原理、單值化處理、校正因數(shù)法等方面出發(fā)，對(duì)于洪水漲落和水位流量關(guān)系進(jìn)行了判定。

（一）合理利用水力學(xué)原理

洪水漲落和水位流量關(guān)系判定的第一步是合理的利用水力學(xué)原理。工作人員在合理利用水力學(xué)原理時(shí)首先應(yīng)當(dāng)深刻地理解到水流與水位之間有著密切的關(guān)系。這多體現(xiàn)在當(dāng)洪水發(fā)生時(shí)，由于洪水波的附加梯度致使水位與流量的初始變化非常明顯。因此在這一前提下工作人員根據(jù)水力學(xué)原理可以得出河流水位以及河流中任意截面的流動(dòng)函數(shù)，故可以獲得良好的計(jì)算效果。

（二）單值化處理

洪水漲落和水位流量關(guān)系判定的關(guān)鍵是單值化處理工作。計(jì)算人員在進(jìn)行單值化處理過程中首先應(yīng)當(dāng)清醒地認(rèn)識(shí)到當(dāng)水位圖處于一個(gè)直線的情況下，其橫截面上的斜率是不同的。所以這意味著在河流的上下段中因?yàn)榇嬖谥煌牟糠值男甭首兓虼烁鶕?jù)洪水過程的原則，水位之間的關(guān)系的影響下洪水流數(shù)據(jù)處理也較為復(fù)雜。其次，計(jì)算人員在進(jìn)行單值化處理過程中為了能夠比較水位和流量之間的關(guān)系，可以使用一個(gè)單一的價(jià)值流，這主要是因?yàn)槠湎鄬?duì)誤差很小并且計(jì)算精度高。結(jié)果表明，水位流量計(jì)算方法簡單、準(zhǔn)確。計(jì)算過程簡單、準(zhǔn)確。因此證明了該方法對(duì)洪水波傳播特性和水位站單值的相對(duì)穩(wěn)定性是有效的。

（三）校正因數(shù)法

如果從有利于站在長遠(yuǎn)來看，校正因數(shù)法不僅可以用來減少測(cè)量的交通時(shí)間，其數(shù)據(jù)系列將具有重要意義。不過，這種分析普遍性較為有限，并且也有待進(jìn)一步驗(yàn)證。該方法與修正系數(shù)法“，單一特征只要求基本數(shù)據(jù)流的層次和流程圖的計(jì)算值直接比較，無須試驗(yàn)，易于理解，便于計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，具有很強(qiáng)的適用性。使用這種方法，關(guān)鍵是計(jì)算水位波動(dòng)的準(zhǔn)確性。因此，最好使用水位觀測(cè)記錄，水位應(yīng)合理布置，從而減少測(cè)量時(shí)間，所以可以得到良好的效果。

三、結(jié)語

洪水漲落和水位流量的相關(guān)性分析需要對(duì)于校正因數(shù)法和落差指數(shù)法在內(nèi)的諸多計(jì)算方法進(jìn)行合理的應(yīng)用，只有在這一前提下才能夠促進(jìn)我國水位流量計(jì)算整體精確度的持續(xù)提升。

[1]李志敏．用校正因數(shù)法求解穩(wěn)定水位流量關(guān)系的一種簡捷方法[J]．水文,2015,1(S1):61～62．

[2]王日升．落差指數(shù)法在水位流量關(guān)系中的應(yīng)用[J]．河北水利科技,2014,15(2):27～28．

（作者單位：德州市水文局）

張琪男（1989-），漢族，山東德州人，本科，德州市水文局，助理工程師；侯超新（1971-），男，漢族，山東德州人，本科，德州市水文局，工程師。