沙河上游阜平水文站中泓浮標(biāo)系數(shù)的分析

王金云

（河北省保定水文水資源勘測(cè)局，河北保定071000）

1 阜平水文站流域概況

阜平水文站位于海河流域大清河水系沙河上游，發(fā)源于山西省靈邱縣太白山碾盤嶺北麓，在靈邱縣西南入保定市阜平縣境，經(jīng)下關(guān)進(jìn)入阜平縣，期間有發(fā)源于山西省五臺(tái)縣的支流北流河在百畝臺(tái)匯入。該站建站于1958年，地理位置在東經(jīng)114°11′，北緯38°51′，為迎風(fēng)山區(qū)區(qū)域代表站，集水面積2210km2，主河道長124km，河道縱坡7.3%，流域平均寬度34.5公里，河床由河卵石和粗砂組成，沿河兩岸皆為山坡，圖層很薄，中低水沖淤變化不大，植被條件較差，兩岸植被多為荊條、榆樹、槐樹。

阜平水文站多年平均降水量為618.6mm，多年平均徑流量為2.7613億m3，多年平均含沙量和輸沙量分別為2.02kg/m3，58.3萬 T，1963年 8月 7日，實(shí)測(cè)最大流量為

圖1

圖2

3380m3/s，相應(yīng)水位為254.10m。

2 中泓浮標(biāo)流速系數(shù)的目的和意義

中泓浮標(biāo)法測(cè)流是常規(guī)測(cè)驗(yàn)的補(bǔ)充，是在流速儀無法實(shí)測(cè)的特殊情況下采用的測(cè)流方法，如遇到特大洪水超出水文纜道及橋測(cè)等測(cè)流能力時(shí)采用的施測(cè)方法。

阜平站屬于山區(qū)站，洪水由暴雨形成。洪水往往暴漲暴落，來勢(shì)迅猛，洪峰歷史短，流速大，用流速儀法實(shí)測(cè)流量難度較大，且存在安全問題。為此，較大洪水或漂浮物較多時(shí)一般多采用均勻浮標(biāo)法。當(dāng)水情變化急劇時(shí)，為了在洪水漲水段和峰頂取得實(shí)測(cè)流量資料，通常采用中泓浮標(biāo)法。

3 中泓浮標(biāo)流速系數(shù)分析

根據(jù)《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行浮標(biāo)系數(shù)試驗(yàn)，采用1973年7月9日至8月22日期間共施測(cè)87次流量，除沒有統(tǒng)計(jì)和分析條件的33次外，剩余54次參加統(tǒng)計(jì)，在54次流量中，水位變幅1.40m（250.50～251.90m），流量變幅 601m3/s（28.7～630 m3/s），測(cè)點(diǎn)無論在水位變幅和流量變幅內(nèi)分布勻稱，是設(shè)站以來流速儀測(cè)幅最大的一年。浮標(biāo)系數(shù)分析采用下列公式計(jì)算：V=kmf×Vf，V 為斷面平均流速 （m/s），Vf為中泓浮標(biāo)虛流速（m/s），Kmf為中泓浮標(biāo)系數(shù)，通過分別點(diǎn)繪中泓最大流速與斷面平均流速、中泓最大平均流域與斷面平均流速相關(guān)關(guān)系和通過點(diǎn)群中心所定直線的斜率來分析確定中泓浮標(biāo)系數(shù)，見圖1、圖2。

分析可知，兩種方法中，超過所定直線兩側(cè)+10%的測(cè)點(diǎn)均有4個(gè)，即在+10%以內(nèi)的測(cè)點(diǎn)占全部測(cè)點(diǎn)的93%。斷面平均流速與中泓最大一點(diǎn)水面流速的系數(shù)為0.61，斷面平均流速與中泓最大兩點(diǎn)水面流速的系數(shù)為0.64，由于阜平站洪峰流速大，暴漲暴落，峰頂歷時(shí)短，最終確定采用中泓浮標(biāo)系數(shù)0.60，乘以測(cè)得中泓一點(diǎn)最大流速，即可得斷面平均流速。

4 結(jié)論

一是本次分析在中高水位進(jìn)行，合理根據(jù)不同來水量進(jìn)行分析，浮標(biāo)系數(shù)負(fù)荷規(guī)范精度要求，具有充分的代表性，分析成果是合理的、可靠的。

二是阜平站采用中泓浮標(biāo)系數(shù)0.60，中泓浮標(biāo)測(cè)流具有測(cè)流速度快，安全性能好，選材容易，造價(jià)低，投放速度快，易操作等優(yōu)點(diǎn)，是特大洪水報(bào)汛的重要手段之一。