馬飛廷

（呂梁市水文水資源勘測分局）

1 測站概況

萬年飽水文站位于中陽縣車鳴峪鄉(xiāng)萬年飽村，處在呂梁山南翼的南川河上，地理坐標為東經111°12′，北緯37°15′。該站控制流域面積286 km2，斷面以上主河道長度33.1 km，主河道平均坡度13.8‰，流域形狀系數0.261。該流域多年平均最大洪峰流量為59 m3/s，20 a一遇、50 a一遇和100 a一遇暴雨的洪峰流量分別為265 m3/s、418 m3/s、543 m3/s。

萬年飽站為小河站，收集灰?guī)r土石山疏林區(qū)降雨、洪水、泥沙資料，經過單站分析和地區(qū)綜合，可提出此類地區(qū)的暴雨、洪水計算公式和有關參數，從而為中小型水利水電工程的規(guī)劃設計、區(qū)域水文預報和工農業(yè)生產等提供準確水文資料，為下游陳家灣水庫、中陽縣城以及沿岸村鎮(zhèn)及時提供雨情、水情、墑情信息，保護人民群眾的生命財產安全?，F就有關測流方案編制進行探討。

2 水位級劃分

萬年飽水文站的水位級，根據水位與流量進行劃分，具體劃分成果見表1。由表1可知，枯水期流量為0.30 m3/s以下，低水期流量為0.30-5.0 m3/s，中水期流量為5.0-30.0 m3/s，高水期流量為30.0 m3/s以上。

3 測流斷面狀況

測流河段的河道，順直平坦，寬度均勻，主要為沙礫石河床，坡降較為一致。斷面寬度約90 m。測流斷面形狀見圖1，測量結果見表2。

表1 萬年飽水文站水位級劃分成果表

圖1 萬年飽水文站大斷面圖

4 水位-流量關系線

根據萬年飽水文站河道自然條件，選擇幾個控制斷面。

4.1 參數的選取

查《山西省水文計算手冊》，糙率選擇0.030，實測測流河段的河道比降為9.2‰。

4.2 推算方法

采用武漢大學水利學院設計的天然河道水面線計算程序，推求水文站水位-流量關系。

4.3 水位-流量關系成果

水位-流量關系推算成果詳見表3，據此繪制的水位-流量關系曲線見圖2。

表2 萬年飽水文站大斷面測量成果表

圖2 萬年飽水文站水位-流量關系曲線

5 測流方案

5.1 流速儀測流方案

5.1.1 測速垂線的選擇方案

測流斷面上布設測速垂線的多少，是決定流量測驗精度的重要條件之一。測速垂線的布設宜均勻分布，并能控制斷面地形和流速沿河寬分布的主要轉折點，無大割大補。主槽垂線應較河灘為密，同時還應考慮節(jié)省人力和時間。合理的測速垂線數目，應為能充分反映橫斷面流速分布的最少垂線數。河床穩(wěn)定的測站應布設固定的測速垂線，對于河道主流擺動劇烈或河床不穩(wěn)定的測站，應根據斷面變化情況，隨時調整或補充測速垂線數。萬年飽站斷面垂線選擇見表4。

表3 萬年飽水文站水位-流量關系推算表

表4 萬年飽站測速垂線選擇方案

5.1.2 測速歷時選擇方案

由于流速脈動的影響，流速儀在某測點上測速歷時越長，實測時均流速越接近真值。但歷時太長，當斷面流量暴漲暴落時，就會失去搶測洪峰的機會。因此正確選擇測速歷時也是非常重要的。萬年飽站測速歷時選擇方案見表5。

表5 萬年飽站測速歷時選擇方案

5.1.3 岸邊流速系數的確定

在計算岸邊或死水邊部分的平均流速時，需要確定岸邊流速系數α值。在測流過程中，為了減小岸邊流速系數帶來的測量誤差，通常在岸邊的垂線選擇上盡可能靠近岸邊。萬年飽站的岸邊流速系數選擇見表6。

表6 萬年飽站岸邊流速系數選擇表

5.2 手持電波流速儀測流方案

5.2.1 測速垂線選擇方案

無線遙控雷達波測流系統測流與手持電波流速儀測流的測速垂線選擇，與流速儀法測流方案的測速垂線數及其所在位置一致。

5.2.2 水面流速系數的確定

根據省水文局（99）晉水文站網字第2號文件批復，萬年飽站水面流速系數見表7。

表7 萬年飽站水面流速系數選擇表

5.3 比降-面積法測流方案

5.3.1 采用比降-面積法的適用條件

（1）河段順直時，可允許有緩變的收縮段，但不得有明顯的擴散段，嚴禁有突然擴散斷面。

（2）對影響水流結構及特征的河槽幾何形狀、河床、河岸應要求基本穩(wěn)定，且沿程各斷面形狀變化不大。

（3）河段內無卡口、急灘、深潭或隆起部分，水面線不宜有明顯的轉折點。

（4）河段內兩岸的灌木叢、水草及高稈農作物應及時清除。

5.3.2 需要注意的事項

（1）斷面不夠穩(wěn)定的測站，每次大洪水后應測量一次水道斷面。

（2）糙率系數選用要合理。

5.3.3 采用的計算公式

采用曼寧公式計算流量。公式如下：

式中：Q——斷面流量，m3/s；

A——過水斷面面積，m2；

n——河床糙率；

R——水力半徑，m；

S——水面比降。

5.4 糙率系數的選用

萬年飽站糙率系數的選用，在水位為8.57-9.04m時，選用0.030-0.040。

6 結語

根據上述情況：當水位低于8.57 m時，宜采用轉子式流速儀涉水測流；當水位在8.57-9.04 m區(qū)間時，宜采用無線遙控雷達波測流系統測流；當發(fā)生特大洪水時，宜采用比降-面積法測流。