民和水文站水面流速系數分析.docx

1、民和水文站水面流速系數分析孫洪保I,霍小虎，藍云龍之，權雄章2(1.黃委會蘭州水文局，蘭州730030；2.黃委會民和水文站，青海民和810800)摘要擬采用斷面同一時刻斷面流量和水面一點虛流量資料計算水面一點流量系數，用水面一點法實測斷面流量，使其成為搶測洪峰流量的一種方法。關鍵詞水面一點法；系數；民和水文站中圖分類號P333文獻標識碼B文章編號1006-7175(2014)11-0067-02民和水文站設立于1940年1月，屬國家基本水文站和黃河流域重要報汛站，是黃河一級支流混水的而要控制站。地理位置:EJ02.48.N36.20.集水面積15342km2,至河口距離76km。濕水屬山溪性

2、河流，突發(fā)洪水多為樂都大峽至民和區(qū)間降水所致，漲落快，含沙量大，中高水時漂浮物多。測驗河段左、右岸均為人工護岸，沙礫石河床，斷面沖淤變化小.高水時斷面沖淤有變化，水位流量關系在中低水時多為單一線,高水時為繩套曲線。1問題提出由于民和水文站的測站特性，洪水突發(fā)，水沙過程為陡漲陡落，且漂浮物多，這給流量測驗工作帶來了極大困難。測站現(xiàn)有的高洪流景測驗設備主要有YMCP-1型微波測流儀，在電動吊箱纜道上進行。為了保證大洪水的流最測驗，避免萬一情況的發(fā)生，在測速歷時不低于20s的條件下測出流量測驗斷面水面流速計算斷面虛流量，根據分析的水面流速系數計算出斷面實流量，基本保證在特殊情況下的洪水測驗。2 基本

3、原理根據水文學的基本原理，一般自然河道流速的分布大多是水面最大至河底遞減至零，在流址的日常測驗中，一般都是采用二點、三點和五點法測取垂線平均流速來計算斷面流缺，但在大洪水時這些方法不能滿足要求，只有減少測點數和測速歷時，才能保證洪峰過程的控制。本文擬采用斷面同一時刻斷面流髭和水面一點虛流量資料計算水面一點流域系數，用水面一點法實測斷面流量，使其成為搶測洪峰流量的一種方法。3 資料來源收稿日期2014-05-04作者簡介孫洪保(1963-)，男，河南濮陽人，高級工程師,主要從事水文水資源研究工作;霍小虎(1968男，河南南陽人，高級工程師，主要從事水文水資源研究工作;藍云龍(1974-).男，甘

4、肅酒泉人，工程師.主要從事水文水資源研究工作;權雄章(1957-),男，青海樂都人，高級工程師，主要從事水文水資源研究工作.民和水文站在2008年4月至9月的汛期流量測驗中，每次測驗都進行了垂線水面一點流速測驗，累計流量測驗資料30次。其中，五點法5次,三點法6次,二點法9次,一點法10次，水位變幅1.66m。資料見表10表1民和水文站流測驗數據表注：2為水位，假定商程，其實際水位數1769.00+表內水位數;。為斷面流為水面一點虛流量。序號測驗時間垂線測點數Z/mQ/m3s*Q*/ms,a-114.1831.1716.719.824.131.4035.142.635.231.4943.752

5、.245.211.8168.579.055.211.7292.311365.321.5254.264.675.2120.814.155.0586.1611.8311513996.1751.5358.071.5106.2011.96139175116.2511.5458.669.5127.431.5665.179.8137.751.76109136147.851.75100125157.921.6575.995.4167.1711.3937.245.8177.2712.07181223187.2821.83117137198.331.3736.342208.1211.78106126218.14

6、21.6166.978.3228.1521.4950.759.3238.2012.47312377248.2012.46287362258.2122.05164203268.2251.88125152278.3051.7499.4118289.321.5967.082.2299.421.87123148309.761.5979.698.54 水面流速系數計算參加水面流速系數統(tǒng)計計算的流量資料總計30次,其計算公式為：水面流速系數為：經計算:水面流速系數為0.83式中:Q、?！睘槟炒瘟髁考跋鄳嬉稽c測得斷面虛流量；V,、匕為某次流雖斷面平均流速及相應水面一點斷面水面平均流速;K為某次流最及相應

7、水面一點測得斷面虛流量的比值住為水面流速系數;幾為總比測次數。5 水面流速系數誤差評定1）隨機誤差應按正態(tài)分布，采用置信水平為95%的隨機不確定度描述。根據比測資料，進行水面一點系數誤差統(tǒng)計計算，水面流速系數的不確定度采用下式估算：1/2Q做=KQX山=2件老T）經計算，置信水平為95%的水面流速系數隨機不確定度為2.62%o2）水面流速系數的系統(tǒng)誤差采用下式估算：1-1Vnx100%E0,/式中：%做為水面流速系數不確定度,；可為水面流速系數的系統(tǒng)誤差,；。丸為水面一點施測的斷面流量。經計算，水面流速系數的系統(tǒng)誤差為5.24%o計算成果見表2。6結語根據河流流址測驗規(guī)范XGB50179-93

8、）表7.5.4“浮標系數隨機不確定度”的規(guī)定，在斷面分部數10-15時其浮標系數隨機不確定度的要求在6%5%之間，對于流速儀水面一點實測斷面流量其系數的誤差規(guī)范沒有明確規(guī)定。在此參照上述規(guī)定，其水面流速系數隨機不確定度5.24%基本達到要求;參照規(guī)范附表4.7“三類精度水文站ID型系統(tǒng)誤差高水部分-1%”的規(guī)定，統(tǒng)計計算水面流速系數的系統(tǒng)誤差0.55%基本達到要求。（上接第60頁）由表3計算成果可知，基本組合的分層穩(wěn)定最小安全系數為4.83,大于規(guī)范規(guī)定的K=3.0；特殊組合的分層穩(wěn)定最小安全系數為5.73,大于規(guī)范規(guī)定的K,=2.5,滿足規(guī)范要求。6 結語通過上述計算及分析，對石橋水庫的大壩

9、做了一個較為全面的設計計算。計算結果表明，設計建筑物的功能性、安全性、穩(wěn)定性均能滿足要求。序號(S/Q-】)x100(KQ/Qj-1)x100F11.592.53720.7350.543-0.860.734-4.2818.351.612.6066-1.071.15371I80.3220.10492.3195.378104.49620.2211-1.562.438121.7423.034133.5612.67143.7514.06154.32418.7162.1884.788172.265.10618-2.817.90719-3.9715.7420-1.341.79521-2.868.1622-

10、2.928.533230.2920.085244.6922252.7387.496260.9280.86127-1.472.157281.833.34829-0.130.017302.7077.329T)x100=1664EKQ/QlDxIOOF1=198.80序號(S/Q-】)x100(KQ/Qj-1)x100F11.592.53720.7350.543-0.860.734-4.2818.351.612.6066-1.071.15371I80.3220.10492.3195.378104.49620.2211-1.562.438121.7423.034133.5612.67143.7514.

11、06154.32418.7162.1884.788172.265.10618-2.817.90719-3.9715.7420-1.341.79521-2.868.1622-2.928.533230.2920.085244.6922252.7387.496260.9280.86127-1.472.157281.833.34829-0.130.017302.7077.329T)x100=1664EKQ/QlDxIOOF1=198.80表2民和水文站水面流速系數隨機不確定度和系統(tǒng)誤差計算表參考文獻1 GB50179-1993,河流流髭測驗規(guī)范S.2 趙伯良.多沙河流浮標系數問題J.人民黃河,1981（6）:18-19.3王時瑁.大中河流浮標系數誤差分