民和水文站水面流速系數(shù)分析.docx

1、民和水文站水面流速系數(shù)分析孫洪保I,霍小虎，藍(lán)云龍之，權(quán)雄章2(1.黃委會(huì)蘭州水文局，蘭州730030；2.黃委會(huì)民和水文站，青海民和810800)摘要擬采用斷面同一時(shí)刻斷面流量和水面一點(diǎn)虛流量資料計(jì)算水面一點(diǎn)流量系數(shù)，用水面一點(diǎn)法實(shí)測斷面流量，使其成為搶測洪峰流量的一種方法。關(guān)鍵詞水面一點(diǎn)法；系數(shù)；民和水文站中圖分類號(hào)P333文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)1006-7175(2014)11-0067-02民和水文站設(shè)立于1940年1月，屬國家基本水文站和黃河流域重要報(bào)汛站，是黃河一級(jí)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(shí)漂浮物多。測驗(yàn)河段左、右岸均為人工護(hù)岸，沙礫石河床，斷面沖淤變化小.高水時(shí)斷面沖淤有變化，水位流量關(guān)系在中低水時(shí)多為單一線,高水時(shí)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(yàn)工作帶來了極大困難。測站現(xiàn)有的高洪流景測驗(yàn)設(shè)備主要有YMCP-1型微波測流儀，在電動(dòng)吊箱纜道上進(jìn)行。為了保證大洪水的流最測驗(yàn)，避免萬一情況的發(fā)生，在測速歷時(shí)不低于20s的條件下測出流量測驗(yàn)斷面水面流速計(jì)算斷面虛流量，根據(jù)分析的水面流速系數(shù)計(jì)算出斷面實(shí)流量，基本保證在特殊情況下的洪水測驗(yàn)。2 基本

3、原理根據(jù)水文學(xué)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(yàn)中，一般都是采用二點(diǎn)、三點(diǎn)和五點(diǎn)法測取垂線平均流速來計(jì)算斷面流缺，但在大洪水時(shí)這些方法不能滿足要求，只有減少測點(diǎn)數(shù)和測速歷時(shí)，才能保證洪峰過程的控制。本文擬采用斷面同一時(shí)刻斷面流髭和水面一點(diǎn)虛流量資料計(jì)算水面一點(diǎn)流域系數(shù)，用水面一點(diǎn)法實(shí)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(jí)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(jí)工程師，主要從事水文水資源研究工作;藍(lán)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(quán)雄章(1957-),男，青海樂都人，高級(jí)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(yàn)中，每次測驗(yàn)都進(jìn)行了垂線水面一點(diǎn)流速測驗(yàn)，累計(jì)流量測驗(yàn)資料30次。其中，五點(diǎn)法5次,三點(diǎn)法6次,二點(diǎn)法9次,一點(diǎn)法10次，水位變幅1.66m。資料見表10表1民和水文站流測驗(yàn)數(shù)據(jù)表注：2為水位，假定商程，其實(shí)際水位數(shù)1769.00+表內(nèi)水位數(shù);。為斷面流為水面一點(diǎn)虛流量。序號(hào)測驗(yàn)時(shí)間垂線測點(diǎn)數(shù)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(shù)計(jì)算參加水面流速系數(shù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算的流量資料總計(jì)30次,其計(jì)算公式為：水面流速系數(shù)為：經(jīng)計(jì)算:水面流速系數(shù)為0.83式中:Q、?！睘槟炒瘟髁考跋鄳?yīng)水面一點(diǎn)測得斷面虛流量；V,、匕為某次流雖斷面平均流速及相應(yīng)水面一點(diǎn)斷面水面平均流速;K為某次流最及相應(yīng)

7、水面一點(diǎn)測得斷面虛流量的比值住為水面流速系數(shù);幾為總比測次數(shù)。5 水面流速系數(shù)誤差評(píng)定1）隨機(jī)誤差應(yīng)按正態(tài)分布，采用置信水平為95%的隨機(jī)不確定度描述。根據(jù)比測資料，進(jìn)行水面一點(diǎn)系數(shù)誤差統(tǒng)計(jì)計(jì)算，水面流速系數(shù)的不確定度采用下式估算：1/2Q做=KQX山=2件老T）經(jīng)計(jì)算，置信水平為95%的水面流速系數(shù)隨機(jī)不確定度為2.62%o2）水面流速系數(shù)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(shù)不確定度,；可為水面流速系數(shù)的系統(tǒng)誤差,；。丸為水面一點(diǎn)施測的斷面流量。經(jīng)計(jì)算，水面流速系數(shù)的系統(tǒng)誤差為5.24%o計(jì)算成果見表2。6結(jié)語根據(jù)河流流址測驗(yàn)規(guī)范XGB50179-93

8、）表7.5.4“浮標(biāo)系數(shù)隨機(jī)不確定度”的規(guī)定，在斷面分部數(shù)10-15時(shí)其浮標(biāo)系數(shù)隨機(jī)不確定度的要求在6%5%之間，對(duì)于流速儀水面一點(diǎn)實(shí)測斷面流量其系數(shù)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(shù)隨機(jī)不確定度5.24%基本達(dá)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(jì)計(jì)算水面流速系數(shù)的系統(tǒng)誤差0.55%基本達(dá)到要求。（上接第60頁）由表3計(jì)算成果可知，基本組合的分層穩(wěn)定最小安全系數(shù)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(shù)為5.73,大于規(guī)范規(guī)定的K,=2.5,滿足規(guī)范要求。6 結(jié)語通過上述計(jì)算及分析，對(duì)石橋水庫的大壩

9、做了一個(gè)較為全面的設(shè)計(jì)計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，設(shè)計(jì)建筑物的功能性、安全性、穩(wěn)定性均能滿足要求。序號(hào)(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(hào)(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(shù)隨機(jī)不確定度和系統(tǒng)誤差計(jì)算表參考文獻(xiàn)1 GB50179-1993,河流流髭測驗(yàn)規(guī)范S.2 趙伯良.多沙河流浮標(biāo)系數(shù)問題J.人民黃河,1981（6）:18-19.3王時(shí)瑁.大中河流浮標(biāo)系數(shù)誤差分