河北省滄州段引黃輸水損失分析

馮書倉,賈艷梅

(河北省滄州水文水資源勘測局,河北滄州 061000)

1 項目基本概況

1.1 引黃濟津工程簡介

為解決海河流域下游天津、滄州、衡水等城市飲用水問題,在每年的秋、冬、春季節自黃河下游位山引水閘放水,黃河水經位山三干渠至臨清市南穿衛倒虹吸入河北邢臺境內,經臨清渠、清涼江進入滄州市境內,再由清南連渠入南運河,在泊頭市北8km處,由代莊引水閘通過大浪淀引水渠為大浪淀水庫輸水;其余黃河水經南運河北上,至天津九宣閘,進入天津境內,為天津城區供水。分析河段選取泊頭市交河鎮繪采于站至南皮縣馮家口鎮代莊站,是清南連渠和南運河部分河段組成,區間河長 42.8 km。

1.2 灰色系統

灰色系統理論是 20世紀 80年代,由中國華中理工大學鄧聚龍教授首先提出并創立的一門新興學科,它是基于數學理論的系統工程學科。主要解決一些包含未知因素的特殊領域的問題,它廣泛應用于農業、地質、水利、氣象等學科。本文是應用灰色系統中灰色關聯度,分析輸水損失率和水位、流量、過水總量、和歷時的關聯度。

2 資料說明

本次選取引黃濟津代莊(南)站,和繪采于站的實測資料,其中水位選取代莊(南)站一次輸水期間平均水位,歷時選取一次輸水期間代莊(南)站的過水時間,由于此河段區間含有其它引水情況,流量選取一次輸水期間繪采于站的日均流量,過水量選取一次輸水期間繪采于站的總過水量。損失率利用下面計算公式:

表1 歷年引黃濟津“繪采于—代莊站”實測資料表

3 灰色關聯度分析方法

關聯度分析是灰色系統模型中一種分析方法,灰關聯度分析性質實質上曲線幾何形狀的差別,因此將以曲線間差值的大小,作為關聯度的尺度,對于一個參考數列 X0,有好幾個比較數列 X1,X2,X3,…Xn的情況,可以用下述關系表示各比較曲線與參考曲線在各點(時刻)的差。其計算公式:

式中:ξi(k)是第 k個時刻比較曲線 x1與參考曲線 x0的相對差值,這種形式的相對差值稱為xi對x0在k時刻的關聯系數。0.5是分辨系數。|稱為兩級(兩個層次)的最小差。第一層次最小差 Δi(m in)=m in|x0k(k)-xi(k)|是指在絕對值差|x0(k)-xi(k)|中按按不同 k值挑選其中最小者。

4 數據計算

把歷年引黃濟津“繪采于—代莊站”實測資料表進行排號整理得到表 2。

表2 歷年引黃濟津“繪采于—代莊站”實測資料整理表

無量剛化數據處理,用是初始值化處理方法,是指所有數據均用第 1個數據除,然后得到一個新的數列,這個新的數列即是各不同時刻的值相對第一個時刻的值的比。處理后數據得到表 3。

表 3歷年引黃濟津“繪采于—代莊站”實測資料無綱量化數據處理表

5 數據分析

利用公式計算得到關聯數列詳見表 4。

表4 各因素灰關聯度統計表

通過比較可以看出輸水損失主要原因是和流量變化關系明確,流量增大輸水期間決堤、開口幾率會增大,跑水、棄水導致損失增大,歷時長短主要是影響地下水的滲漏,因為歷時和損失率相關聯程度較弱些,所以輸水損失和地下滲漏關聯程度稍差些。

6 建議

通過上面分析可以主要是跑水、棄水是導致損失的主要原因,而影響地下滲漏的主要因素的水位和輸水歷時,和損失率相關較為弱些。

因此在今后的引黃輸水過程中,為減小損失率,可以適當減小流量,增大輸水歷時。其次增加巡查力度,加固堤防,杜絕跑水、漏水現象。

[1]鄧聚龍(2002).灰理論基礎.武漢:華中科技大學出版社.

[2]吉文平.河渠滲漏補給規律和計算方法的探討[J].地下水,2007,05.[3]河北省引黃輸水年鑒(1994-2004合訂本).

[4]陳冬青.引黃濟津滄州境內輸水監測報告(2009-2010).