潘志鋼

(遼寧省遼陽水文局，遼寧 遼陽111000)

2011年4月，遼寧省水文水資源勘測局、遼寧省水利水電科學(xué)研究院聯(lián)合下發(fā)了《〈大中型河流汛期洪水測流技術(shù)研究〉工程實施方案》設(shè)計報告。針對研究領(lǐng)域所涵蓋河道的不同特點選擇不同測流形式的測站，以表證其工程特性與測流過程特點。選定8個有代表性的測站作為本次研究的實驗站，對其中3個站實施固化技術(shù)研究，3個站實施跨河水工建筑物測流技術(shù)研究，2個站實施橡膠壩影響測流技術(shù)研究，以進行該項目的深層研究工作。郝家店水文站是實施跨河水工建筑物測流技術(shù)研究的三個站之一，根據(jù)《〈大中型河流汛期洪水測流技術(shù)研究〉工程實施方案》設(shè)計報告的要求，開展此項研究工作。

1 測站基本情況

1.1 測站概況

郝家店水文站位于遼陽縣下達河鄉(xiāng)澗溪村，東經(jīng)123°16'，北緯40°58'。于1969年5月18日由遼陽市水文氣象站設(shè)立，為湯河水庫專用水文站，是湯河水庫西支入庫重要控制站。根據(jù)《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》的分類，該站為區(qū)域代表站。集水面積431 km2，至河口距離46 km，觀測項目有水位、流量、含沙量、降水、水溫、氣溫、冰情、水質(zhì)及水文調(diào)查等，負責(zé)向國家、松遼委及省、市防汛抗旱指揮機構(gòu)報送信息。

1.2 測驗河段基本情況

郝家店水文站測驗河段順直。基本水尺斷面上游500 m處，有急彎?；緮嗝嫔嫌?00 m處設(shè)有寬頂堰一座，水位低于120.9 m的時候，河道的產(chǎn)流狀態(tài)為自由性堰流。在河道下游500 m處建有一座混凝土漫水壩，產(chǎn)流時的回水影響到河道測量的基本水尺斷面的上游189 m處。上游約400 m至下游約500 m左岸有漿砌石護岸，高2.7 m。此河段屬于山溪性河流，產(chǎn)流時來水很快。在河道的枯水期時水位變化幅度較小。河床是由河卵石和砂石組成，在河流沖擊時基本沒有變化，由此可見，此處的基本斷面比較穩(wěn)定

1.3 水文特征

郝家店水文站1970-2010年多年平均流量為2.57 m3/s，多年平均徑流量為8 100萬 m3，多年平均降雨量754.7 mm(1956～2010年)。建站以來最大流量為1 000 m3/s，最高水位為122.78 m，發(fā)生在1994年8月16日;最大流速為4.07 m/s，發(fā)生在1975年7月30日。

2 工作思路

流量過程線推導(dǎo)流量選取2011年數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計2011的本站流量數(shù)據(jù)，以流量30 m3/s為統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)，全年中有8 d的流量大于30 m3/s，其余時間的流量都小于30 m3/s?？梢钥闯觯谌曛斜菊玖髁炕旧隙夹∮?0 m3/s。然后對本站實測流量進行統(tǒng)計和分析，由此確定在各個水位級別是的流量系數(shù)。最后采用水力學(xué)公司計算出堰流量系數(shù)，推畫出水位流量關(guān)系曲線來確定不用水位級的流量系數(shù)[1]。

水力學(xué)基本公式:

式中:Q為實測流量;m為堰流量系數(shù);b為堰頂寬;g為重力加速度，取9.81 m/s2;H0為水頭。

在統(tǒng)計計算過程中選取最大實測流量、最小實測流量、實測最高水位和實測最低水位分別為:30.2 m3/s、0.708 m3/s、120.84 m、120.43 m。

3 寬頂堰流量計算與分析

寬頂堰距基本斷面200 m，由混凝土材料建成。

3.1 推導(dǎo)計算水位流量關(guān)系曲線

對這選取的30次實測流量進行定線，并做符號檢驗、適線檢驗、偏離數(shù)值檢驗。檢驗結(jié)果:符號檢驗統(tǒng)計量u=0.55＜u1-α/2=1.15，合理;適線檢驗變換符號次數(shù) k=15＞0.5(n-1)，免檢;偏離數(shù)值檢驗|t|=0.15＜t1-α/2-1.31，合理;標(biāo)準(zhǔn)差Se=1.1，隨機不確定度2.2＜11;系統(tǒng)誤差0.0＜2。檢驗合理，該線符合定線精度要求。

3.2 計算堰流量系數(shù)m

由水力學(xué)基本公式:

通過30次實測流量計算出對應(yīng)的堰流量系數(shù)m。

3.3 建立水位堰流量系數(shù)關(guān)系曲線

通過計算堰流量系數(shù)m，建立水位堰流量系數(shù)關(guān)系曲線。

通過曲線查得堰流量系數(shù)m，進行堰流量計算，同時對水位堰流量系數(shù)關(guān)系曲線的偏離差值百分數(shù)和綜合險允許偏差的相關(guān)系數(shù)進行檢驗，符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3.4 水工建筑物(堰)推流合理性分析

通過對實測流量和堰推求流量進行偏離數(shù)值檢驗，偏離數(shù)值顯著水平 α=0.048 7時，測點 k=60時，t1-α/2=2.00。計算結(jié)果|t|=0.02＜t1-α/2合理，說明實測流量與堰流量推算流量為一個系列，可以使用寬頂堰測流[3]。

4 結(jié)語

參照《水文資料整編規(guī)范》中對測驗精度的要求，(單一曲線法)一類精度水文站:系統(tǒng)誤差1%，不確定度8%;二類精度水文站:系統(tǒng)誤差1%，不確定度10%;三類精度水文站:系統(tǒng)誤差2%，不確定度11%。由于本水文站為三類精度水文，根據(jù)以上分析與計算檢驗，水位流量關(guān)系定線精度:系統(tǒng)誤差=0.0%，不確定度為=2.2%，完全符合《水文資料整編規(guī)范》中對測驗精度的要求。堰閘、涵管、隧洞站，用水力因素與流量或流量系數(shù)法，系統(tǒng)誤差為3%，不確定度為18%。按照以上對堰流量系數(shù)分析驗算，系統(tǒng)誤差=0.2%，不確定度=6.6%，符合規(guī)范要求。由以上得出結(jié)論:基本斷面的水位在低于120.9 m時，施測流量可以應(yīng)用水寬頂堰測流法進行測流。

[1]于麗玲，盧昌，盧昊.山區(qū)小流域徑流系數(shù)計算方法探討.伊春水文局.黑龍江.2005(6)，33.

[2]中華人民共和國水利部.水文資料整編規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社.2012:34-76.

[3]中華人民共和國水利部.水工建筑物測流規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社.1992:12-21.