（駐馬店水文水資源勘測局）

橡膠壩測流問題的探討

□汪海洋 趙煥平

（駐馬店水文水資源勘測局）

近年來，由于城市化進(jìn)程加快，諸如橡膠壩類水利工程的建設(shè)日益增多。橡膠壩水利工程的建設(shè)，提高了水資源的利用，但對水文站水文要素的觀測影響較大，水位、流量、流速等水文要素變化不符合常規(guī)，給測驗及整編帶來困難。如何將橡膠壩影響下的測驗工作做好已突出地擺在面前。文章通過工作中的實際情況，力圖找出解決問題的方法，提高水文測驗產(chǎn)品的質(zhì)量。

橡膠壩；蓄水；溢流；塌壩

1 駐馬店水文站情況簡介

駐馬店水文站位于練江河左岸駐馬店市驛城區(qū)老街辦事處黑泥溝村。1956年6月1日由前治淮委員會設(shè)立為和莊水文站，1957年由省水利廳管理。1958年由駐馬店管理?，F(xiàn)由河南省駐馬店水文水資源勘測局管理。該站是汝河一級支流練江河上的控制站，流域面積104 km2，屬省級重要水文站。流域多年平均降雨量920 mm，多年平均徑流量0.30×108m3。

測站是練江河的控制站，練江河是流入宿鴨湖水庫一條稍大的河流，特性是匯流快，暴漲暴落，河流呈扇形分布，上游為山丘區(qū)，中下游為平原。測站以上主要有兩條支流：南練江河和北練江河。下游約150 m處有一支流匯入。測驗河段200 m內(nèi)尚順直。兩岸無明顯堤防，河堤稍有坍?，F(xiàn)象。

2 工情概況

測站上游約1.00km處有混凝土攔河壩一處，左支800 m處有翻板閘一座，上游9 km另一支流有吳樓水庫，控制面積約2.00 km2。下游約2 km處有橡膠壩一座，直接影響斷面測流。下游150m處有一支流匯入，約500 m處有一公路橋，約2.50 km處有一鐵路橋。

3 受橡膠壩影響的測流情況

駐馬店水文局先后有部分水文站處于橡膠壩的影響中，遂平水文站基本斷面更是處于上、下游兩個橡膠壩中間，使得中、低水時期測驗斷面基本處于死水狀態(tài)，低速流速儀無法準(zhǔn)確施測流量，給測驗工作造成很大困難。為了能有效解決橡膠壩影響下的測流問題，我們需要弄清楚橡膠壩的一些特性及運行規(guī)律。

橡膠壩的一些特點：橡膠壩，或稱橡膠水閘，是用高強(qiáng)度合成纖維織物做受力骨架，內(nèi)外涂敷橡膠作保護(hù)層，加工成膠布，再將其錨固于底板上成封閉狀的壩袋，通過充水（氣）將其充脹形成的袋式擋水壩。壩頂可以溢流，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)壩高，控制水位高低，以發(fā)揮灌溉、發(fā)電、航運等效益，是一種近幾年興起的水工建筑物。

橡膠壩的運行規(guī)律：橡膠壩的開啟方式，開啟時向空橡膠囊中注水，在壩基上形成橡膠擋水墻，攔蓄水流開始蓄水。關(guān)閉時則放出橡膠囊中的水，開始塌壩釋放上游滯水。

橡膠壩在洪水期間由于影響防洪及自身不能抵御大洪水的沖擊，大水期間塌壩，塌壩后河道恢復(fù)至天然狀態(tài)，在基本斷面處可以正常測流；在平水及枯水期間，橡膠壩處于蓄水狀態(tài)，開始影響基本斷面測流，在此期間基本斷面處于死水及回流狀態(tài)；蓄水滿開始溢流時由于水流的連續(xù)性，可以尋找恰當(dāng)?shù)呐R時測流斷面測流。

4 解決方案

橡膠壩影響下的測流問題主要存在于蓄水期間。蓄水期間基本斷面處的水流基本處于死水、回流狀態(tài)。解決這種情況有4種方法。

4.1 改變測驗方案

橡膠壩蓄水期間，基本斷面處水面加寬，水位升高，水面比降接近于0，水道斷面面積加大，流速急劇衰減，斷面處基本處于死水狀態(tài)。但蓄水時基本斷面水位不斷升高，應(yīng)該有流量通過，但此部分流量很小。用低速流速儀使用11點法測流時表現(xiàn)為上層水流部分點子有微弱流速，下部極少點子有微弱流速，證明下部為死水。此種情況若用常規(guī)測流方案施測（水面一點法或0.60）必將造成流量過于偏大。

個人建議應(yīng)該應(yīng)用5點法或11點法進(jìn)行流量測驗，這樣能客觀上保證流速垂向上正確分布，排除下部死水層的影響，較為準(zhǔn)確的得到流量。

4.2 利用槽蓄變量法進(jìn)行推流

溢流時根據(jù)水流連續(xù)性原理，在距基本斷面一定距離且沒有支流等水量加入的地方選擇適當(dāng)臨時斷面進(jìn)行測驗。蓄水期不再實測流量，記錄好開始蓄水時間，待放水時記錄放水結(jié)束時間，通過基本斷面的流量在此期間利用河道槽蓄曲線查得蓄水變量進(jìn)行推流。將蓄水變量分?jǐn)偟较鹉z壩開始蓄水時刻與放水結(jié)束時刻的時間段內(nèi)求得流量。這種方法要求了解橡膠壩開始蓄水的時間及放水結(jié)束的時間，以及需要建立河道槽蓄曲線和壩上水尺。

4.3 靈活掌握測流時機(jī)

以橡膠壩為參照，蓄水開始至蓄水滿，不再施測流量，待溢流或放水時及時施測流量。此法要求密切注視橡膠壩蓄水時刻、放水時刻及溢流時刻，把握測流時機(jī)。

4.4 遷移測驗斷面

為保證流量測驗精度及水量的控制，可以將原水文站測驗斷面進(jìn)行遷移，興建水文測驗設(shè)施?？蓪嗝孢w移至橡膠壩上游不受影響的地方或者將斷面遷移至橡膠壩下游測流。遷至下游時需要注意與橡膠壩的距離，距離過近，橡膠壩放水時水流急劇變化流態(tài)不穩(wěn)，影響流量測驗及人員設(shè)施安全，應(yīng)設(shè)置在水流平穩(wěn)的地方。

5 幾種方案的評選

第一種方案全部以測驗方式解決了問題，能夠得到經(jīng)過基本斷面的實際流量過程，比較理想。但是流量測驗工作量大，所需要測流歷時較長。第二種方案能夠控制住經(jīng)過斷面的總水量，但是槽蓄曲線的建立較為困難且此種方法將水量按照蓄、放時間段進(jìn)行了分配，不能得到流量沿時間的客觀變化。第三種方案將橡膠壩蓄水期間經(jīng)過斷面的流量視為0進(jìn)行處理，待放水時施測滯留壩上部分水量的徑流過程。此法能夠較客觀的控制通過基本斷面的流量過程，水位變化過程與流量變化過程也能相互匹配。但是需要詳細(xì)知道橡膠壩的運行情況，并且需要根據(jù)橡膠壩的運行情況及時布設(shè)流量測次。第四種方案從根本上解決了橡膠壩的影響問題，可以選擇更為良好的測驗斷面監(jiān)測流量，但是遷移斷面涉及新建測驗設(shè)施、配備測驗設(shè)備等，投資量過大。

6 結(jié)語

綜上所述，橡膠壩的興建，改變了河道的天然情況，使得水位和各種水文要素的關(guān)系不再緊密甚至相反。受橡膠壩影響的測站應(yīng)視水情變化情況，采用恰當(dāng)?shù)臏y驗方法，布置有效足夠的流量測次，才能控制水文要素變化過程。只有結(jié)合工作研究新的情況，選擇恰當(dāng)?shù)臏y驗方法才能收到較為良好的效果。

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1673-8853（2017）04-0032-02

2017-2-22

編輯：劉長垠 韋詩佳

汪海洋（1982-），男，工程師，主要從事水文測驗工作。