鄒 舟,朱喜華,彭艷華,王志琴
(1.長江中游水文水資源勘測局,武漢 430012;2.長江工程職業(yè)技術學院,武漢 430212)
深圳新洲河自梅林水庫溢洪道出口開始,由北向南穿過市區(qū),最后匯入深圳灣海域。河道全長7 850m,其中明渠3 000m余,另外4 000m是隱藏在地底下的箱涵,流域面積約20km2。
新洲河水文站為新洲河入?yún)R深圳河口的干流中游控制站,測驗河段順直,其斷面上游約300m和下游約700m處分別有1座主要受人工控制的滾水閘壩。中低水水面寬約10m,河道為梯形明渠硬化河床,河道底坡變化平緩。水流自北向南,常年為順流。
新洲河斷面穩(wěn)定,河槽硬化,兩岸邊坡植有草皮,水位流量關系主要為河槽控制。該水文站為不受潮汐影響的天然河道站,水位過程的最大特點是暴漲暴落。2010年,斷面上下游分別建滾水閘壩各1座,水位流量關系主要受洪水漲落和上下游滾水閘壩開、關的雙重影響,點據(jù)較散亂,主要呈臨時曲線、繩套。為此,必須制定新的測驗技術方案。
目前,新洲河定期連續(xù)水文測驗項目有:水位、流速、流量、懸沙、懸顆、床沙、水溫、雨量。
(1)大斷面(水道斷面)測量:一般每月初實測水道斷面1次,采用鋼尺丈量或交匯法確定起點距,水深采用濕繩長法或懸桿施測。其它測次水上部分借用實測斷面成果、水下部分均為實測。
(2)流量測驗測次布置以能滿足水位流量關系曲線定線、推求日平均流量為原則。采用臨時曲線或連實測流量過程線法整編的,測次分布要求控制流量變化轉折點。全年為單一線,兩測點間距及高低水外延均不得超過20%。
(3)一般情況下采用懸桿流速儀法施測流速,特殊情況下采用浮標法施測。新洲河是雨洪河流,平時流量以生活污水為主,暴雨則水勢大、漲落急劇,尤其是翻板閘啟動時。因此平時水淺、流速慢,采用測深桿常規(guī)流速儀法測流,暴雨期漂浮物過多,流速儀無法正常工作或水深流速較大時,采用斯德克電波流速儀StallkerⅡSVR測流。
流速儀法測速垂線數(shù)一般不少于5條,當河寬小于50m時不少于3條;垂線測點分布當水深>5.0m時按3點法施測,水深≤5.0m時按2點法施測。測點測速歷時一般60~100s,特殊水情適當減少測速歷時。
斯德克電波流速儀StallkerⅡSVR施測按流速儀法測流的垂線布置。
(4)當發(fā)生稀遇水情采用水力學法計算斷面流量。河道糙率根據(jù)相近時間的流速儀法實測流量成果按謝才公式計算,或者根據(jù)河流情況查閱有關規(guī)范確定。
深圳河水系的水雨特性表明,徑流站枯季主要來水為城市工商業(yè)廢水和生活污水,由于水位低,變幅小,流量變化不大,上游閘關閉,下游閘開啟,水從閘壩上面溢流而下;一般采用流速儀施測,其流量以歷年對比變化不大。
汛期來水主要為降雨匯流,水位暴漲暴落,流量變化大。上游閘開啟,下游閘關閉;以及下游閘開啟,上游閘關閉沖沙排污,不能使用流速儀測速,在保證安全的同時采用斯德克電波流速儀StallkerⅡSVR施測流速,計算斷面流量。
表1、表2分別是2011年、2012年5、6、7月中高水不同來水情況所施測的流量。
表1 新洲河2011年5、6、7月實測流量表
2011年上游閘壩常年關閉,下游閘壩常年開啟,水位流量關系主要為河槽控制,全年水位流量關系為單一線加臨時過渡曲線。2012年由于河流治理,河流兩岸平整,河床平滑,河道糙率也相應發(fā)生變化,再有上、下游閘壩開啟,改變了河流自然流態(tài)和流量的時空分布,使在同級中、高水位水位下流量增大。實施新的測驗方案,其結果見圖1、圖2。
表2 新洲河2012年5、6、7月實測流量表
圖1 新洲河站2011年水位~流量關系曲線圖
圖2 新洲河站2012年1-7月水位~流量關系曲線圖
本測流方案所采用的技術手段,能夠及時在枯季和暴雨時期的不同來水進行流量施測,有效地控制流量變化轉折點的合理發(fā)布,為取得準確有效流速、流量資料提供可靠的技術手段。