【摘要】隨著山洪災(zāi)害非工程措施項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)的落實(shí)，可以根據(jù)自動水位監(jiān)測到的水位數(shù)據(jù)，通過事先確定的水位流量關(guān)系推求相應(yīng)水位所對應(yīng)的流量，進(jìn)而準(zhǔn)確的推求洪峰水位對應(yīng)的洪峰流量，為各級防汛指揮部門指揮決策提供準(zhǔn)確可靠地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并可靠地為防汛減災(zāi)服務(wù)。本文（以永安河為例進(jìn)行分析）通過對麟游縣山洪災(zāi)害防治非工程措施建設(shè)項(xiàng)所建設(shè)的自動水位站水準(zhǔn)點(diǎn)、縱橫斷面測量，經(jīng)過水文分析計(jì)算，最終確定該站水位流量關(guān)系曲線。

【關(guān)鍵詞】自動水位站；流量；分析

1、項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目區(qū)域基本情況

1.1.1 自然地理

麟游縣位于陜西省寶雞市東北部，渭河支流漆水河上游，地處東經(jīng)107°19′—108°2′，北緯34°33′—34°58′，東臨咸陽永壽、乾縣，西接千陽，南與扶風(fēng)、岐山、鳳翔毗鄰，北與彬縣及甘肅靈臺縣接壤，全縣版域面積1740平方公里。屬渭北旱塬丘陵溝壑區(qū)，全縣平均海拔1271 米 ，最高1664 米 ，最低740 米 。以頁嶺為界地勢西北高、東南低，東西長 65.28 公里 ，南北寬 46.35 公里 。境內(nèi)溝壑縱橫、坡緩川狹、少有臺塬。分為低中山、黃土丘陵、黃土殘塬、河谷川道四種地貌單元。

1.1.2 水文氣象

麟游縣屬溫帶半濕潤—濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候的特點(diǎn)是熱量不足，春旱、夏涼、秋澇、冬寒，且春夏季節(jié)不明顯，日照分布不均，全年日照時(shí)數(shù)2200小時(shí)左右，無霜期為180天，平均氣溫9.1℃。東部塬區(qū)光照充足，年平均氣溫為9～10℃，北部年平均氣溫為8.1℃。年平均降水量為680毫米，多集中在7、8、9三個(gè)月，占年降水量的50%以上。影響全縣的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害有干旱、連陰雨、冰雹、霜凍、大風(fēng)等。

1.1.3 土地資源

全縣土地總面積256萬畝，其中：林業(yè)用地133.5萬畝，在林業(yè)用地中，有林地面積，1989年44.5萬畝，人均有林地5.7畝，森林覆蓋率為17.4%，宜林荒山荒坡57.52萬畝，退耕還林之地，隨退隨栽。1983年在全縣開展了以穩(wěn)定山林權(quán)屬，劃定自留山，確定林業(yè)生產(chǎn)責(zé)任制為內(nèi)容的“三定”工作，給村民戶劃自留山8.8萬畝，劃包責(zé)任山34萬畝。

1.2 工作范圍、規(guī)模和任務(wù)

1.2.1 工作范圍

本項(xiàng)目工作任務(wù)是對該縣境內(nèi)小流域山洪災(zāi)害防治非工程措施建設(shè)的自動水位站基本水準(zhǔn)點(diǎn)、縱橫斷面測量，并通過一系列水文分析計(jì)算最終確定該站水位流量關(guān)系曲線。

1.2.2 任務(wù)及規(guī)模

主要利用GPS衛(wèi)星測量系統(tǒng)，通過已知的土地測量控制點(diǎn)，采用靜態(tài)測量方法，測定該站基本水準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)及高程，測量該站縱橫斷面，并根據(jù)外業(yè)測量數(shù)據(jù)成果，進(jìn)行水文分析計(jì)算，確定該站水位流量關(guān)系曲線圖。

1.3 外業(yè)測量

在麟游縣山洪災(zāi)害防治非工程措施建設(shè)的自動水位站布設(shè)控制斷面附近，埋設(shè)基本水準(zhǔn)點(diǎn)，采用GPS做靜態(tài)控制測量方法施測基本水準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)及高程；實(shí)測該站基本橫斷面、河床縱比降，收集有關(guān)數(shù)據(jù)資料，完成外業(yè)測量任務(wù)。

2、水位流量關(guān)系推算

2.1 比降確定

洪水計(jì)算比降選用，按照《陜西省山洪災(zāi)害分析評價(jià)》技術(shù)規(guī)定，本次比降計(jì)算選用外業(yè)實(shí)測的低水水面比降160.33‰。

2.2 糙率確定

本次洪水計(jì)算糙率選用，參考《水工建筑物與堰槽測流規(guī)范》（SL537-2011）中表K.0.4中的內(nèi)容選用。

2.3 水位流量關(guān)系曲線的計(jì)算與分析

流量測驗(yàn)的目的是確定時(shí)段水量，推求洪水徑流量，而水位流量關(guān)系是推求時(shí)段流量最基本的方法，并具有成熟的理論基礎(chǔ)及方便、快捷、和精度高的優(yōu)點(diǎn)，是目前水文行業(yè)最常用的方法之一。由于山區(qū)河流，支流加入較多，河道斷面沿程變化較大，不能形成均勻流，不能采用能量方程推求，本次山洪災(zāi)害防治非工程措施項(xiàng)目建設(shè)的自動水位站，控制斷面均布置在順直的河段內(nèi)，河床質(zhì)地均勻，比降變化較小，斷面形狀變化較小，水位流量關(guān)系曲線較為穩(wěn)定，且呈單一的水位流量關(guān)系。因此本次計(jì)算主要根據(jù)調(diào)查河段實(shí)測洪水過水?dāng)嗝婷娣e和水面比降資料，用曼寧公式進(jìn)行推求。曼寧公式為：

式中：Q—過水?dāng)嗝媪髁浚╩3/s）；

A—過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；

R—水力半徑（過水?dāng)嗝婷娣e/濕周，m）；

I—洪水水面比降（‰）；

n—河床糙率。

2.4 相關(guān)情況說明

水位流量關(guān)系曲線的計(jì)算采用曼寧公式計(jì)算。經(jīng)現(xiàn)場踏堪可知，河道順直，斷面規(guī)整，符合方法要求；糙率選用參考《寶雞市水文實(shí)用手冊》中表6-43-4中的內(nèi)容選用，比降采用外業(yè)實(shí)測的低水水面比降。永安河控制斷面實(shí)測斷面圖見圖1，經(jīng)過水文分析計(jì)算確定的水位流量關(guān)系曲線圖見圖2。

3、結(jié)論與建議

通過對麟游縣山洪災(zāi)害非工程措施建設(shè)的自動水位站水位流量關(guān)系曲線確定分析提出以下結(jié)論及建議

1）這次自動水位水位流量關(guān)系推求，主要根據(jù)外業(yè)測量成果數(shù)據(jù)，采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定，存在缺陷在所難免，建議在今后的山洪災(zāi)害防治工作中，要進(jìn)行必要的修定，確保水位流量關(guān)系曲線能夠代表河道水文特性，提高洪水水位預(yù)警精度，逐步把山洪災(zāi)害造成人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)損失減少到最低程度。

2）由于這次測量成果和水文計(jì)算分析，資料真實(shí)、可靠，建議在今后的山洪災(zāi)害及防汛工作要加強(qiáng)資料的積累，特別是小流域植被、河道比降、洪水資料，對于今后開展山洪災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)工作具有有力的促進(jìn)作用。

3）本次計(jì)算分析方法正確、合理、適應(yīng)性強(qiáng)，但由于各地區(qū)水文手冊，多年來未修編，給這次山水文計(jì)算分析工作帶來較大的影響，所以必須加大水文手冊的修編工作，使其能更好的為山洪災(zāi)害防御、各級防汛指揮部門防汛工作提供有力的技術(shù)支撐，在防汛減災(zāi)和水利工程設(shè)計(jì)等水文水利計(jì)算工作中發(fā)揮巨大的作用。

4）建議在視頻點(diǎn)設(shè)置水尺，雖然在本次工作中確定了水位流量關(guān)系曲線，但是還是很難通過視頻鏡頭得知通過該斷面的具體流量數(shù)值。

5）建議每年汛期組織人員對危險(xiǎn)區(qū)域控制斷面水位流量關(guān)系曲線按照不同的水位級進(jìn)行校核；每年汛前和汛后進(jìn)行一次危險(xiǎn)區(qū)域控制斷面測量，進(jìn)一步完善危險(xiǎn)區(qū)域控制斷面水位流量關(guān)系曲線圖。

參考文獻(xiàn)：

[1]《全國山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目實(shí)施方案（2013-2015）》（水汛<2013>257）

[2]《陜西省山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目實(shí)施方案（2013-2015）》

[3]《山洪災(zāi)害調(diào)查技術(shù)要求》（2014年8月全國山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目組）

[4]《山洪災(zāi)害分析評價(jià)技術(shù)要求》（2014年8月全國山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目組）

[5]《水文調(diào)查規(guī)范》（SL196-97）

[6]《水文普通測量規(guī)范》（SL58-93）

[7]《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（SL44-2006）

[8]《寶雞市實(shí)用水文手冊》（1988-2）陜西省水利水土保持廳

[9]《寶雞市行政區(qū)劃圖》（ISBN978-7-80748-904-7）西安市地圖出版社2015年1月第一版

作者簡介：郭星火，男，生于1963年3月10日，1982年12月參加工作，至今一直在陜西省寶雞水文水資源勘測局，目前任水文水資源專業(yè)高級工程師。