南洋河柴沟堡(南)水文站水位—流量关系确定方法_郎潇.pdf

【水文水资源】南洋河柴沟堡(南)水文站水位流量关系确定方法郎潇(河北省张家口水文勘测研究中心，河北 张家口 075000)摘要 文章根据柴沟堡(南)水文站 2022 年实测流量资料，结合实际情况，给出该站水位流量关系确定方法，为该地区水文资料整编，水文报汛等工作提供参考。关键词 水位流量关系;柴沟堡(南)水文站;水文报汛中图分类号:P332 4文章标识码:B文章编号:1009 0088(2022)12 0025 030前言水位流量关系是河道中某断面的流量、水位之间的对应关系，根据该断面的多次实测流量和同水位时的资料来确定。精准确定水位流量关系对于水文资料整编、水文报汛有着重要意义。1水文站及断面概况柴沟堡(南)水文站位于怀安县柴沟堡镇柴左公路桥。水文站所处海河流域永定河水系南洋河，控制流域面积 2 903km2，主河道长 120 2 km。南洋河发源于山西省东北部，由西南流向东北，流域形状略成长条形，上游较宽，下游较窄。各小支流于天镇附近先后汇入，河北省境内没有较大的支流汇入。柴沟堡(南)水文站监测断面为沙质河床，受冲淤影响严重。2定线过程冰期受冰情影响，水位流量关系紊乱，且流量变化平缓，采用连实测流量过程线法进行推流。其他时段由于受断面冲淤影响，且多数流量借用临时断面施测，采用改正水位法，进行推流。点绘所有非冰期流量、面积、流速点子，并在点子同一水平线右侧注明施测号数。对于基本断面施测的流量，首先根据水位面积、水位流速曲线的特性，通过测点点群中心，勾绘出水位面积巴尔敦沟水库年径流量均值与各站点点据基本成直线关系。因此，年径流量均值是合理的。(2)Cv值合理性分析。柳河流域各水文站及水库年径流Cv值，见表 5。由表 5 可知，巴尔敦沟水库 Cv值符合流域分布规律。表 5柳河流域各水文站及水库年径流 Cv汇总水文站水库名 称石门子水文站白庙子水文站莫河河水库红旗水库巴尔敦沟水库小南京洼水库流域面积(km2)2 40534113559 88 112 5Cv0 720 60 40 340 340 35Cs/Cv2 52 52 52 52 52 52 6年径流月分配年径流的年内分配采用典型年法。典型年选取要年径流量与设计值相接近的年份，对工程较为不利的年份作为代表年。巴尔敦沟水库自建成以来没有月径流资料，选择水库邻近白庙子站1978 年的月分配作为典型过程(红旗水库 P=50%的典型年月径流分配也是采用邻近白庙子站1978 年实测径流分配比例进行分配)，进行本水库的径流月分配计算。根据白庙子各月来水过程及设计来水量，按其年内分配所占百分数，计算该水库 P=50%时各月入库水量，见表 6。设计保证率 P=50%的年来水量为7603 万 m3。表 6巴尔敦沟水库入库水量万 m3月123456789101112合计分配比(%)02374273207 371 10556363518100入库水量0152 488 319 555 1574 2821 798 426 274 266 137 76033结论经过近 15 a 的年运行情况看，成果与实际情况相符。文中推出的 2 种计算方法对小流域地区，尤其是通辽市南北山区的中小型水利工程径流计算有着指导的作用。参考文献 1 张玉清，刘艳红 乌力吉木仁流域洪水地区综合公式得编制 J 北京:水利规划与设计，2015，10 2 朱仲元，任淑梅 工程水文学 M 北京:中国农业大学出版社，2001 112 132(编校:任莉丽)收稿日期:2022 11 16作者简介:齐鲜鲜(1981)，高级工程师，主要从事水利工程管理工作。52南洋河柴沟堡(南)水文站水位流量关系确定方法郎潇曲线、水位流速曲线。然后再用各个不同水位级的面积和流速相乘，得出一系列水位的流量，用光滑曲线连接。对于在临时断面施测的流量，穿过流量点群中心用光滑曲线连接，见图1。图 1柴沟堡(南)站 2022 年水位流量关系线绘制要以同一水位为纵坐标，自左至右依次以流量、面积、流速为横坐标。比例尺要适当，使水位流量、水位面积、水位流速关系曲线分别与横坐标成 45、60、60的交角，且 3 条曲线互不相交。在曲线上查读各级水位的流量、面积、流速。流量应等于相应的面积与流速的乘积，对曲线进行调整，使其偏差不应超过 3%，见表 1、表 2。表 1流量 面积 流速 3 条曲线调整后对照成果(1 号线)水位(m)查线流量Q(m3/s)查线面积A(m2)查线流速V(m/s)q=AV(m3/s)偏差%(3%)775 406 416 550 9756 3860 37775 457 457 101 0407 3840 89775 508 537 701 1028 4850 53775 559 658 301 1609 6280 23775 6010 88 951 21010 8300 27775 6512 09 611 26012 1090 90775 7013 310 31 30213 4110 82775 7514 611 01 35014 8501 68775 8016 011 61 39016 1240 77775 8517 512 31 43517 6510 85775 9019 113 01 47519 1750 39775 9520 713 61 52020 6720 14表 2流量 面积 流速 3 条曲线调整后对照成果(2 号线)水位(m)查线流量Q(m3/s)查线面积A(m2)查线流速V(m/s)q=AV(m3/s)偏差%(3%)775 5010 810 01 10211 0202 00775 5512 210 61 16012 2960 78775 6013 611 31 21013 6730 53775 6515 012 01 26015 1200 79775 7016 612 61 30216 4051 19775 7518 213 31 35017 9551 36775 8019 814 01 39019 4601 75775 8521 314 71 43521 0950 97775 9023 015 41 47522 7151 25775 9524 616 11 52024 4720 52776 0026 416 91 56026 3640 14由表1、表2 可以看，出偏差均未超过3%(计算中，为了使计算结果更加合理，对于查线流速做了 1 位估读)。对于 1 号线低水位读数误差超过 2 5%的关系线做了放大。对于 1 号线高水位部分采用了水位面积、水位流速关系曲线法向上延长至77595m。通过调整保证了定线精度、读数精度和推流精度。断面情况对比分析，点绘过水部分汛前和汛后实测大断面高程点，发现断面有一定的冲淤变化。通过断面对比，定出 2条水位流量关系线是合理的，断面对比情况，见图 2。表 3内插流量与曲线偏差计算(1 号线)序号水位(m)内插流量(m3/s)偏差(%)序号水位(m)内插流量(m3/s)偏差(%)1775 162 210 4516775 447 240 282775 172 360 8517775 467 670 263775 182 500 8118775 498 310 124775 192 650 7619775 518 750 235775 212 940 6820775 549 430 326775 223 090 6521775 569 880 107775 233 240 6222775 5910 60 958775 243 390 2923775 7414 30 699775 294 250 7124775 7815 40 6510775 314 620 2225775 7915 70 6311775 324 810 2126775 8818 50 5412775 365 590 1827775 8918 80 5313775 375 790 1728775 9119 40 5214775 426 830 1529775 9320 10 5015775 437 030 1430775 9420 40 49表 4内插流量与曲线偏差计算(2 号线)序号水位(m)内插流量(m3/s)偏差(%)序号水位(m)内插流量(m3/s)偏差(%)1774 811 330 7622775 6314 50 692774 821 410 7123775 6414 80 683774 881 890 5324775 6515 10 674774 912 140 4725775 6615 40 655774 922 230 4526775 6715 70 646774 972 690 3727775 6816 00 637774 982 790 3628775 7317 60 578774 992 880 6929775 7417 90 569775 114 150 4830775 7819 20 5210775 124 260 4731775 7919 50 5211775 195 080 5932775 8320 80 4812775 225 450 5533775 8421 10 4813775 235 570 3634775 8521 40 4714775 316 780 4435775 8822 40 4515775 337 130 4236775 8922 70 4416775 388 090 5037775 9223 70 4217775 398 290 3638775 9424 40 4118775 439 160 4439775 9524 70 4119775 5211 40 8840775 9725 40 4020775 5612 50 8141775 9825 70 3921775 5712 80 7942775 9926 10 3862内蒙古水利2022 年第 12 期(总第 244 期)图 2过水部分汛前断面和汛后断面对比3确定水位流量关系表根据水位流量关系线制出水位流量关系表。对 1 号线水位在 774 89 775 15 m，采用逐公分查读的方式制表;水位在775 15 775 95 m，采用5 cm 内插的方式制表。对2 号线水位在 774 70 774 80 m，采用逐公分查读的方式制表;水位在 774 80 775 50 m，采用 5 cm 内插的方式制表，水位在774 50 776 00 m，采用 10 cm 内插的方式制表。制表过程中，均没有出现反曲现象。制表时，低水放大曲线接头处的流量一致，所有内插的流量与曲线的偏差，均小于 1%。偏差情况，见表 3、表 4。水位流量关系，见表 5、表 6。表 5水位流量关系(1 号线)序号水位(m)流量(m3/s)序号水位(m)流量(m3/s)序号水位(m)流量(m3/s)1774 900 05515775 040 81529775 304 432774 910 06816775 050 91030775 355 383774 920 09017775 061 0131775 406 414774 930 12218775 071 1232775 457 455774 940 15719775 081 2333775 508 536774 950 19920775 091 3434775 559 657774 960 24521775 101 4535775 6010 88774 970 29522775 111 5736775 6512 09774 980 35223775 121 6937775 7013 310774 990 41024775 131 8138775 7514 611775 000 48025775 141 9439775 8016 012775 010 55226775 152 0740775 8517 513775 020 63227775 202 7941775 9019 114775 030 72028775 253