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        遼寧東部水文站冰期最佳測(cè)流時(shí)機(jī)的試驗(yàn)分析

        2016-09-30 02:42:45張忠國(guó)
        東北水利水電 2016年4期
        關(guān)鍵詞:冰情水文站

        張忠國(guó)

        (遼寧省丹東水文局,遼寧 丹東 118000)

        遼寧東部水文站冰期最佳測(cè)流時(shí)機(jī)的試驗(yàn)分析

        張忠國(guó)

        (遼寧省丹東水文局,遼寧 丹東 118000)

        遼寧東部山區(qū)河流冬季結(jié)冰期較長(zhǎng),瞬時(shí)流量受冰情影響變化明顯。長(zhǎng)期以來(lái),各水文測(cè)站冰期流量測(cè)驗(yàn)頻次基本采取平均每旬兩次,測(cè)流時(shí)間則隨意選擇,用改正系數(shù)法或連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法推求日平均流量難以得到理想成果。本文以遼寧省水文局在遼東地區(qū)冰期流量測(cè)驗(yàn)試驗(yàn)成果,分析總結(jié)在不同水文站,不同冰情條件下如何選取最佳測(cè)流時(shí)機(jī),合理布置測(cè)流頻次和時(shí)間,以提高本站冰期日平均流量的推求精度,為提高水文資料質(zhì)量提供保證。[關(guān)鍵詞]水文站;冰情;日平均流量;測(cè)流時(shí)機(jī);遼寧東部

        1 結(jié)冰期河流流量變化特征

        1.1 冰情特點(diǎn)

        遼寧東部地區(qū)全年結(jié)冰期一般在120 d左右。該地區(qū)所有水文站冬季均受冰情影響,將年末、年初的秋冰與春冰相連,冰情變化規(guī)律基本相同,大致可分為結(jié)冰期、穩(wěn)定封凍期和流冰期。其中穩(wěn)定封凍期時(shí)間最長(zhǎng),一般可達(dá)100 d左右,而流冰期一般發(fā)生在穩(wěn)定封凍期前后兩段,時(shí)間持續(xù)相對(duì)較短。

        由于冬季氣溫突變現(xiàn)象較少,冰塞、冰壩及“武開(kāi)河”等特殊冰情比較少見(jiàn),一般天氣變暖時(shí),常出現(xiàn)岸邊融冰、冰上流水等現(xiàn)象。

        1.2 冰情對(duì)斷面流量的影響

        隨著冰情的產(chǎn)生與變化,河流流量隨之發(fā)生改變,與暢流期比較在相同水位下流量變小。而冰情不同,對(duì)斷面流量的影響程度不同,冬季結(jié)冰期冰情從岸冰、流冰(花)到封凍,冰情對(duì)斷面流量的影響越來(lái)越大,而春季解凍期冰情從封凍、岸邊融冰到流冰,冰情對(duì)斷面流量的影響越來(lái)越小。如果以相同水位下冰期流量Q冰與暢流期流量Q暢的比值反映冰情對(duì)流量的影響,Q冰/Q暢=1則說(shuō)明河道斷面流量不受冰情影響;Q冰/Q暢值越小說(shuō)明河道冰情對(duì)河道斷面流量的影響越大;當(dāng)河道發(fā)生“連底凍”現(xiàn)象,此期間Q冰/Q暢=0,河道斷面流量相應(yīng)為零。

        這一時(shí)期天氣寒冷,流量測(cè)驗(yàn)條件困難,大多水文站測(cè)流頻次低,測(cè)流時(shí)間也大多選在中午天氣變暖時(shí)。這種情況下,測(cè)得資料無(wú)論用改正系數(shù)法還是連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法推求日平均流量,都很難代表實(shí)際變化情況。

        2 冰期試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        針對(duì)上述情況,遼寧省水文局在遼寧東部部分水文站進(jìn)行了冰期流量測(cè)驗(yàn)最佳時(shí)機(jī)試驗(yàn)分析,尋求各站在冰期主要冰情時(shí)段的最佳測(cè)流時(shí)間,使之盡可能代表當(dāng)日平均流量值。

        2.1 穩(wěn)定封凍期

        本文選用資料:某河砬子溝水文站某年實(shí)測(cè)流量資料,其中2月8日0:00至11日0:00和12月3日0:00至6日0:00為試驗(yàn)資料,見(jiàn)表1。

        2.2 流冰期

        本文選用資料:某河太平哨水文站某年實(shí)測(cè)流量資料,其中4月4日0:00至7日24:00和11月29日0:00至12月1日24:00為試驗(yàn)資料,見(jiàn)表2。

        3 最佳測(cè)流時(shí)機(jī)的分析

        根據(jù)砬子溝站穩(wěn)定封凍期試驗(yàn)資料,用面積包圍法可較精確計(jì)算出該站當(dāng)年上半年穩(wěn)定封凍期2月8日、9日、10日日平均流量分別為:Q砬8=2.58 m3/s,Q砬9=3.50 m3/s,Q砬10=4.27 m3/s; 當(dāng)年下半年穩(wěn)定封凍期12月3日、4日、5日日平均流量分別為:Q砬3=11.7 m3/s,Q砬4=11.0 m3/s,Q砬5= 9.94 m3/s。

        表1 砬子溝站某年實(shí)測(cè)流量成果

        以上日值可認(rèn)為是實(shí)際發(fā)生值(標(biāo)準(zhǔn)值),通過(guò)對(duì)比分析,不難發(fā)現(xiàn)該站年初、年末的穩(wěn)定封凍期14時(shí)(除兩次11至14時(shí)之間)所測(cè)流量均與日平均流量最為接近,規(guī)律性很強(qiáng),所以可認(rèn)為該站穩(wěn)定封凍期最佳測(cè)流時(shí)間為每日14時(shí),此時(shí)測(cè)得的流量可以代表該日的平均流量值。

        根據(jù)太平哨站流冰期試驗(yàn)資料,用面積包圍法可較精確計(jì)算出該站本年上半年流冰期4月5日、6日、7日日平均流量分別為:Q太5=15.9 m3/s,Q太6=13.7 m3/s,Q太7=17.4 m3/s;當(dāng)年下半年流冰期11月29日、30日、12月1日日平均流量分別為:Q太29=14.3 m3/s,Q太30=14.3 m3/s,Q太1=14.3 m3/s。

        同理,該站年初、年末的流冰期11時(shí)(除一次11至14時(shí)之間,一次8至11時(shí)之間)所測(cè)流量均與日平均流量最為接近,可認(rèn)為該站流冰期最佳測(cè)流時(shí)間為每日11時(shí),此時(shí)測(cè)得的流量可以代表該日的平均流量值。

        4 偏差計(jì)算

        在文中選取的兩個(gè)測(cè)站的資料中,各站冰期測(cè)流頻次均為平均每旬兩次,在測(cè)流時(shí)間上,砬子溝站習(xí)慣于上午11時(shí)左右測(cè)流,太平哨站習(xí)慣于下午15時(shí)前后測(cè)流。如果按該站原測(cè)流頻次和時(shí)間,用連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法計(jì)算日平均流量,計(jì)算偏差見(jiàn)表3。

        表2 太平哨站某年實(shí)測(cè)流量成果

        表3 傳統(tǒng)測(cè)法與試驗(yàn)分析資料計(jì)算日平均流量偏差計(jì)算表

        5 結(jié) 論

        由表1、表2實(shí)測(cè)成果可見(jiàn),冰期所測(cè)流量與水位關(guān)系極為不密切,推流方法比較復(fù)雜;由表3計(jì)算結(jié)果可見(jiàn),按原測(cè)流頻次,用連實(shí)測(cè)流量過(guò)程法推求的日平均流量成果與實(shí)際情況(標(biāo)準(zhǔn)值)相差很大。所以該地區(qū)若用傳統(tǒng)的測(cè)驗(yàn)整編方法推求冰期逐日平均流量值,無(wú)法得到理想成果。要有效解決這一問(wèn)題,應(yīng)積極開(kāi)展不同河流、不同測(cè)站、不同冰情條件下的試驗(yàn)分析,尋求該站結(jié)冰期合理的測(cè)流頻次和最佳測(cè)流時(shí)機(jī),靈活掌握不同冰情條件下的流量整編方法,以保證逐日平均流量的推求精度,同時(shí)也可達(dá)到精簡(jiǎn)測(cè)次的目的。

        P332.8

        B

        1002-0624(2016)04-0031-03

        2015-09-10

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