渠道水文測(cè)驗(yàn)斷面水位―流量關(guān)系不穩(wěn)定原因分析

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1、渠道水文測(cè)驗(yàn)斷面水位―流量關(guān)系不穩(wěn)定原因分析 渠道水文測(cè)驗(yàn)斷面水位―流量關(guān)系不穩(wěn)定原因分析 [摘 要]水量計(jì)量是水管單位的一項(xiàng)主要工作，率定準(zhǔn)確的水位～流量關(guān)系曲線是提高水量計(jì)量精度的根底，根椐多年的實(shí)際野外勘測(cè)經(jīng)驗(yàn)和資料整編分析，闡述了造成水位～流量關(guān)系曲線不穩(wěn)定的原因，根椐不同的原因，分別對(duì)待，這樣就可以提高水量計(jì)量精度，更好地為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效勞。 [關(guān)鍵詞]分析；原因；不穩(wěn)定；水位～流量 中圖分類號(hào)：P332.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X36-0099-01 1 水位流量關(guān)系的作用 渠道中某

2、斷面的流量與其水位之間的對(duì)應(yīng)狀態(tài)。這項(xiàng)關(guān)系要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牟煌髑闆r的屢次實(shí)測(cè)流量和其相應(yīng)的水位來(lái)確定，通常用水位流量關(guān)系來(lái)表示，它是由各種水力因素決定的。水位流量關(guān)系有穩(wěn)定的，也有不穩(wěn)定的。流量測(cè)驗(yàn)技術(shù)比擬復(fù)雜、耗資比擬昂貴，難以連續(xù)進(jìn)行，而連續(xù)地觀讀水位那么容易辦到，因此通常將連續(xù)的水位資料，通過(guò)水位流量關(guān)系推算、轉(zhuǎn)換為連續(xù)的流量資料，供水文計(jì)算或水管部門(mén)使用；有時(shí)也因某種需要，由流量通過(guò)水位流量關(guān)系反推水位，如渠道設(shè)計(jì)水位等。所以，水位流量關(guān)系具有重要的實(shí)用意義。 2 水位流量關(guān)系穩(wěn)定的條件 一個(gè)水文測(cè)驗(yàn)斷面的水位流量關(guān)系，是指根本水尺斷面的水位與通過(guò)該斷面的流量之間的關(guān)系

3、。穩(wěn)定的水位流量關(guān)系是指在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，某斷面的實(shí)測(cè)流量與相應(yīng)水位的點(diǎn)據(jù)呈密集帶狀分布，可用一條單一曲線來(lái)表示。這就是穩(wěn)定的水位流量關(guān)系。水位流量關(guān)系維持穩(wěn)定，必須具備以下條件之一：①斷面面積、水力比降和糙率等水力因素在同一水位時(shí)，維持不變；②在同一水位時(shí)，上述各因素雖有變動(dòng)，但其變動(dòng)對(duì)水位流量關(guān)系的影響可以互相補(bǔ)償。在這種條件下，同一個(gè)水位，就只有一個(gè)相應(yīng)的流量，水位流量關(guān)系就成為單一的曲線。可用曼寧公式加以說(shuō)明。 曼寧公式如下： 其中，公式中糙率的選用參考了渠道特征、渠道坡降、渠道光滑度和寬深比等主要因素，通過(guò)屢次試算而得。從曼寧公式可知，要使水位流量關(guān)系保持穩(wěn)定，必須在同一

4、水位下，F(xiàn)、R、n、I等因素都保持不變，或者各因素雖有變化，但對(duì)水位流量關(guān)系的影響能相互補(bǔ)償。這樣，同一個(gè)水位，就只有一個(gè)相應(yīng)的流量與之對(duì)應(yīng)，水位流量關(guān)系就為一條穩(wěn)定的單一曲線。如果F、R、n、I等因素中有一個(gè)因素發(fā)生變化，水位流量關(guān)系也隨之發(fā)生改變。 水文測(cè)站斷面總是盡可能選擇在那些具備根本穩(wěn)定條件的地方，必要時(shí)，用人工鋪設(shè)固定河床或在斷面下游附近建造攔河低堰等方法來(lái)創(chuàng)造這種穩(wěn)定條件。應(yīng)用穩(wěn)定的水位流量關(guān)系對(duì)于編制逐日平均流量、洪水水文要素摘錄表和因工程設(shè)計(jì)或防汛需要推求各種水位或流量都十分方便。 3 庫(kù)水位的變化引起水位流量關(guān)系不穩(wěn)定 水庫(kù)出庫(kù)站一般距水庫(kù)放水閘較近

5、，庫(kù)水位的變化對(duì)測(cè)驗(yàn)斷面的水位流量關(guān)系影響較大，隨著庫(kù)水位的升高，水流通過(guò)閘門(mén)后下游水位也隨之升高，流速比庫(kù)水位較低時(shí)流速相應(yīng)增大，水面比降也隨之增大，這時(shí)的流量點(diǎn)子偏于正常水位流量關(guān)系右側(cè)，反之，庫(kù)水位降低時(shí)，下游水位也隨之降低，水面比降減小，流量點(diǎn)子偏于正常水位流量關(guān)系左側(cè)?？傊畮?kù)水位的變化，引起曼寧公式中的因子水面比降I的變化，造成水庫(kù)出庫(kù)站測(cè)驗(yàn)斷面水位流量關(guān)系的不穩(wěn)定。 4 測(cè)驗(yàn)誤差造成的水位流量關(guān)系不穩(wěn)定 人為測(cè)驗(yàn)誤差也可造成水庫(kù)出庫(kù)站的水位流量關(guān)系紊亂，但這種影響和由于斷面水力因素造成的影響應(yīng)區(qū)別對(duì)待，水力因素的變化和測(cè)驗(yàn)誤差都會(huì)造成關(guān)系點(diǎn)子的散亂，但兩者有本質(zhì)的不

6、同，在定線時(shí)力求將二者分辨清楚，要做到這一點(diǎn)，在分析時(shí)，就要很好地了解渠道的水力特性和測(cè)驗(yàn)工作情況、誤差幅度，實(shí)事求事地深入細(xì)致地進(jìn)行分析。盲目信任每個(gè)測(cè)點(diǎn)，順點(diǎn)連線，會(huì)使一些可以消除的偶然誤差消除不了，反之，假設(shè)把水力因素影響的偏離也看成測(cè)驗(yàn)誤差，也會(huì)歪曲實(shí)際情況，兩者都會(huì)降低流量的推求精度。人工測(cè)驗(yàn)誤差主要有以下幾個(gè)方面，在測(cè)驗(yàn)時(shí)應(yīng)加以注意。 4.1 水位觀讀誤差造成的水位流量關(guān)系散亂 水位觀讀誤差雖然較小，有時(shí)僅1-2cm，但對(duì)水位流量關(guān)系曲線的率定影響較大，引起水量的誤差也較大，因此，水尺的布設(shè)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，在根本水尺斷面附近可設(shè)置自記水位計(jì)測(cè)定水位，根據(jù)自記水位記錄值，

7、加權(quán)記算日、月、年的水量，這樣，可防止由于人為觀讀水位的誤差而引起的水量計(jì)量誤差，防止許多水事糾紛。 4.2 過(guò)水?dāng)嗝鏈y(cè)量誤差造成的水位流量關(guān)系散亂 1. 測(cè)深垂線過(guò)少或分布不均勻，在陡岸岸邊轉(zhuǎn)折處未測(cè)水深，可使面積可使面積偏大或偏小。 2. 波浪或測(cè)具阻水較大，影響觀測(cè)。 3. 水深測(cè)量在橫斷面上的位置與起點(diǎn)距測(cè)量不吻合。 4. 測(cè)深桿的刻劃或測(cè)繩的標(biāo)志不準(zhǔn)。 5. 水深測(cè)量?jī)x器在施測(cè)前缺少必要的檢查校測(cè)。 4.3 流速測(cè)量誤差造成的水位流量關(guān)系散亂 1.起點(diǎn)距定位誤差。 2.水深測(cè)量誤差。 3.流速測(cè)點(diǎn)定位誤差

8、。 4.流向偏角導(dǎo)至的誤差。 5.入水物體干擾流態(tài)導(dǎo)致的誤差。 6.流速儀與流線不平行導(dǎo)致的誤差。 7.停表或其他計(jì)時(shí)裝置的誤差。 5.結(jié)束語(yǔ) 引起水文測(cè)驗(yàn)斷面的水位～流量關(guān)系不穩(wěn)定原因很多，但并不是沒(méi)有規(guī)律可循，只要在水位～流量關(guān)系變化較大時(shí)，適時(shí)增加流量測(cè)次，在各個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期，各定出一條臨時(shí)曲線；在水位流量關(guān)系變化劇烈時(shí)，可采用連實(shí)測(cè)流量方法推流。并針對(duì)測(cè)驗(yàn)誤差造成的原因，盡量提高測(cè)驗(yàn)精度，這樣就可以提高水量計(jì)量精度，更好地為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效勞。 參考文獻(xiàn) 【1】 中華人民共和國(guó)水利部.河流流量測(cè)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國(guó)方案出版社，1993. 【2】 水利部水文司.水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)[M].北京：水利電力出版社，1973. 【3】 中華人民共和國(guó)水利部.水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：水利電力出版社，1993.