付艷紅,劉 宏,徐 巖
(吉林省水文水資源局白城分局,吉林 白城 137000)
在流量測(cè)驗(yàn)工作中,比降面積法是當(dāng)采用客觀條件十分困難,或常規(guī)測(cè)驗(yàn)設(shè)備被洪水損毀,或開展巡測(cè)、間測(cè)得測(cè)站,洪水超出允許水位變幅以外,或超出測(cè)洪能力,無(wú)法用流速儀、浮標(biāo)法測(cè)流時(shí),采用的一種方法。采用這種方法除了以斷面較穩(wěn)定為前提外,上下比降斷面間距是影響比降觀測(cè)精度的重要因素,合理確定上下比降斷面的間距是一項(xiàng)關(guān)鍵性的工作。
《水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)》規(guī)定采用下式計(jì)算上下比降斷面間距
式中 △z—為比降水位觀測(cè)誤差,mm;△s—為比降觀測(cè)允許誤差,%。采用△s=10%;△z為河段1 km的落差,mm。
GB50179—93《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》規(guī)定的計(jì)算上下比降斷面間距公式,是由下式演變而來(lái)的。
在計(jì)算水面比降標(biāo)準(zhǔn)差時(shí),s(Zg),m,L都是已確定的值,而每公里落差△z是變化的,所以每次流量測(cè)驗(yàn)都會(huì)求得一個(gè)水面比降標(biāo)準(zhǔn)差s(s0)。確定上下比降斷面間距屬于前期設(shè)計(jì)工作,對(duì)測(cè)站來(lái)說(shuō),△z可取中水位的平均值△z,s(s0),應(yīng)取水面比降觀測(cè)允許誤差,GB50179—93《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》規(guī)定取ss(s0)=7.5%,這樣式(2)可改寫為
如果將水面比降觀測(cè)允許標(biāo)準(zhǔn)差改為允許不確定度,即 Xs=2ss(s0),m,s(Zg)分別用 sm和 sz代替,則有
這就是GB50179—93《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》規(guī)定的計(jì)算上下比降斷面間距公式。
式中 Ls—為比降斷面間距,km;△z—河道每公里長(zhǎng)的水面落差,mm,宜取中水位的平均值;Xs—比降觀測(cè)允許的不確定度,可取15%;sm—水準(zhǔn)測(cè)量每公里線路上的標(biāo)準(zhǔn)差,mm,視水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)而定,三等水準(zhǔn)為6 mm ,四等水準(zhǔn)為10 mm;sz—比降水位觀測(cè)的誤差,mm。
由式(3)可知,當(dāng) ss(s0),s(Zg),m 給定時(shí),對(duì)于不同測(cè)站,上下比降斷面間距Ls是△z的函數(shù),也可以說(shuō)是中水位平均水面比降的函數(shù)。假設(shè)ss(s0)=0.075,s(Zg)=5 mm,m=10 mm,上下比降斷面間距與比降的關(guān)系見表1。
從表中不難看出,比降面積法適應(yīng)于水面比降較大的測(cè)驗(yàn)河段,比降越大,上下比降斷面間距越小,比降越小,上下比降斷面間距越大。在實(shí)際工作中,要根據(jù)測(cè)站的基本情況,切合實(shí)際合理的確定上下比降斷面的間距。
表1 比降斷面間距與比降關(guān)系表