□張少偉 □王國建（安陽水文水資源勘測局）

水文測驗規(guī)范規(guī)定：“精簡分析是流量測驗工作中的一個重要環(huán)節(jié)，它的目的是在保證流量測驗成果精度的前提下減少測流工作量，縮短測流歷時，提高測報質(zhì)量?！币?guī)范還規(guī)定了一般江河水文站的精簡分析有3個項目，即常測法、簡測法、間測法。在實際精簡分析工作中一般是進行一種固定垂線單寬測流法分析，這種方法是在建立垂線單寬流量和斷面平均單寬流量關系的基礎上，精簡流速儀測流方法，達到規(guī)范規(guī)定的精簡目的。

1.基本原理

江河測站水文測驗斷面在比較穩(wěn)定的測站控制條件下，水位流量關系和斷面水流結構都存在著一定形式，各部分水體之間的流速、流量等各項參數(shù)因素也存在一定的相互關系。這些水文參數(shù)隨水位變化也按一定的規(guī)律變化。當測驗河段或測驗斷面的控制條件和水利特性不發(fā)生明顯改變時，它們之間的關系和隨水位變化的規(guī)律也不會發(fā)生明顯的改變。具備了這些條件，如規(guī)范指出“有利簡化測驗工作，保證資料質(zhì)量”，而單寬測流法的基本出發(fā)點也在這里。

所謂單寬流量,即垂線平均流速與垂線水深的乘積

q—垂線單寬流量（m3/s）；vm—垂線平均流速（m/s）；h—垂線水深（m）。

而斷面總流量Q是全斷面單寬流量q沿河寬的積分：

Q=∫0B q.dB;B—水面寬。

單寬流量在斷面上的分布形式，取決于斷面形狀和流速分布。規(guī)范是假定水深和流速在斷面上連續(xù)函數(shù)分布而采取有限差的形式進行計算流量的。現(xiàn)在我們同樣假定單寬流量在斷面上呈現(xiàn)連續(xù)函數(shù)分布。這里，我們以單寬流量在斷面上呈現(xiàn)拋物線分布進行研究。

為了分析方便，我們將水面寬取相對值

令：m=b/B

m—相對水面寬；b—從岸邊算起的部分水面寬；B—全水面寬。

同時，我們按照水文習慣，將坐標原點設于一岸水邊，如圖1。

則此拋物線等于將標準拋物線方程（x2=-2py，此處x=m，y=q）的坐標原點平移至（m=-0.5，q=-q0.5）處。故圖1拋物線方程為

P—拋物線的參數(shù)；

q0.5—相對河寬0.5處的單寬流量，也是最大單寬流量。

已知拋物線通過原點（0，0）或另一水邊（1,0），將此已知條件代入（1）式。即可求得P值：

將P值代入（1）式，化簡得：

（m-0.5）2=-2×1/（8×q0.5）（q-q0.5）

（2）式即為單寬流量呈現(xiàn)、拋物線分布時的函數(shù)式。

設此拋物線與m坐標軸間的面積為F,則知道F等于相對水面寬從0到1的積分；同時也是相對水面寬下的流量，即為斷面平均單寬流量q平均

（3）式表明了當單寬流量在斷面上呈現(xiàn)拋物線分布時斷面平均單寬流量和最大單寬流量的關系，將（2）和（3）合并化簡得：

（4）式即為斷面平均單寬流量和任意位置單寬流量及其相對河寬的關系。

如果選定固定相對河寬的單寬流量進行分析（此時實際垂線位置將是變動的），則（4）式中1/6（m-m2）將是一個固定常數(shù)令 k=1/6（m-m2），則 q平均 =kq（5）是直線式。

如果選擇固定垂線位置的單寬流量進行分析，垂線單寬流量q與水位G有著函數(shù)關系，即：

實際工作中在比較穩(wěn)定的斷面形狀下，河寬B和固定垂線至水邊的部分寬b都是水位的函數(shù)，因此相對河寬m也是水位G的函數(shù)，即：

將上式代入（4）得

q平均=q/{Φ[f（q）]-Φ[f（q）2]

是復合函數(shù)式。

但是由于天然河道的多變性和復雜性，就是在單式河槽斷面其形狀呈U形時，單寬流量在斷面上的分布也不一定呈標準拋物線型，或其它標準線型。因而，當為復式河槽時，單寬流量分布曲線甚至會出現(xiàn)兩個以上的峰值。這樣，在實際情況下要找出其分布函數(shù)式比較困難的。但并不是說垂線單寬流量和斷面平均單寬流量之間不存在相關關系。而是說明天然河道的上述關系比較復雜。有的站，可能以固定相對河寬建立關系較好，另一些站，可能以固定實測垂線位置建立關系比較好。所以，在工作中必須通過實測資料分析，找出最佳方案。

2.對單寬測流方法的估價

2.1 單寬流量測驗方法是簡化測流的一種方法，目前，尚在試探分析實踐檢驗中，有些方面還需要在不同河道站進行實測資料論證。但從單寬測流法與簡測法對比看，有不必施測或借用水邊斷面的優(yōu)點。在保證資料精度的條件下，工作更加簡化。

2.2 單寬流量測驗方法適用于河道控制良好斷面穩(wěn)定的測站。但對于雖有沖淤變化劇烈控制條件較差的測站能否適用，尚需研究。