藕池康站水位流量測驗探析

【摘要】藕池（康）站建設與1926年，距今年代久遠中間存在一些斷續情況，對此本文主要針對藕池（康）站水文流量變化進行了測驗，并將測驗位置的地理情況以及有效的測驗方法做了詳細的闡述。

【關鍵詞】藕池；水位流量；測驗分析

引言

藕池（康）站是我在上個世紀20年代建設的鄉河控制站，因為至今時間也特別長，中間的一些對藕池（康）站水文流量的測驗得到的結果是存在斷續現象。如何高效的對水文流量進行測驗，本文通過探究與分析以后提出了相關方法。

1、測站基本情況

1.1 測站地理及測驗概況。藕池（康）站始建于1926年，為荊江四口分流藕池口分支安鄉河的控制站，是國家二類流量測驗精度和二類泥沙測驗精度基本站網，由于歷史原因，1926年-1952年7月各項目測驗存在斷斷續續現象，1952年7月后開始收集完整連續的測驗資料。

藕池（康）站位于東經112°18′北緯29°44′，處于湖北省公安縣藕池鎮，上距荊江四口之一藕池口14.7km，約970m為安鄉河河口，下約70km有藕池河中支匯入一起流入洞庭湖。

藕池（康）站測驗河段順直，由于多年淤積，河床抬高，河干達半年以上。斷面為復式斷面，右岸為高灘洼地，水位38.90m時漫灘，灘寬190m。左右岸均為沙土，主泓河床為黃粘土。主泓偏右，略有擺動。斷面上下游灘地有大片防護林。

藕池（康）站測驗項目有水位、流量、輸沙，1998年前為船測，1998至2005年6月為橋測，2005年7月至今為纜道測驗。

2、水位流量關系單值化分析理論依據

2.1 分析思路。藕池（康）站測驗河段不穩定，水位-流量關系以連時序繩套線為主，逐年有所偏小，水情主要受上游洪水漲落影響，中、高水期遇洞庭湖來水大時對測站斷面洪水有頂托影響，復雜的水位流量關系給水文測驗和資料整編帶來了較大的工作量。為了適應現代水文的發展，水位流量關系單值化研究顯得非常重要。根據測站的特性，在對藕池（康）站的水位流量關系進行單值化分析時考慮用落差指數法。落差指數法既適用受洪水漲落影響的情況又適用受變動回水影響的情況，更適用受這二種綜合因素影響的情況。而落差水尺的選取最好在測站斷面的上游和下游，選取兩組落差水尺反映上游洪水的漲落影響和下游洞庭湖水的頂托影響，藕池（康）站上游落差水尺可選長江干流上郝穴站、新廠站二組水尺，下游落差水尺可選安鄉河出口的三岔河站水尺進行分析。

2.2 單值化方案理論依據。藕池（康）站單值化理論依據為定落差指數法，其基本公式：

q=Qm/Zmα

為了便于計算機編程計算，考慮到單值化的各項影響因素，本方案采用通用公式：

q=K1×Qm/（K2Fm） （2.2-1）

Q=Qc×K2Fm/K1 （2.2-2）

Zm=Km1Zm1+Km2Zm2+B0 （2.2-3）

Zm1=Z1-Z0+B1 （2.2-4）

Zm2=Z2-Z0 +B2 （2.2-5）

Fm=Zmα （2.2-6）

式中：Qm—實測流量，單位m3/；Q—時段流量，單位m3/s；Qc—線上流量值，單位m3/s；K1—時段流量改正系數；K2—綜合落差改正系數；Km1、Km2—上、下游站落差權重值；Zm1、Zm2—上、下游站落差；Z0—藕池（康）站基本水位，單位m；Z1、Z2—上、下游站水位，單位m；α—落差指數值；Zm—綜合落差；B0—綜合落差改正值；B1、B2—凍結基面高差值。

3、分析方法

3.1 輔助水尺的確立。落差指數法進行水位流量單值化處理最關鍵的是輔助水尺的選定。輔助水尺水位是計算落差的依據，輔助水尺的位置是否恰當，直接關系到落差的代表性。一般來說，受洪水漲落影響為主的測站，落差水尺宜選在測驗斷面的上游；受變動回水影響為主的測站，落差水尺宜選在測驗斷面的下游；受綜合影響的測站，輔助水尺宜設在測驗斷面的上下游。藕池（康）站主要受洪水漲落影響，中高水期個別年份也受下游洞庭湖頂托影響。因此理論上藕池（康）站輔助水尺最好選在測驗斷面上下游。但由于受測站測區范圍內站網布設的限制，在進行水位流量單值化進行資料分析時上游站可選擇長江干流上游的新廠（二）站或郝穴站水尺作為輔助水尺，下游站只能選擇三岔河站水尺。

郝穴站距藕池（康）站約40km，新廠（二）站距藕池（康）站約22km，而三岔河站在藕池（康）站下游約76km，其上約10km有藕池河中支匯入，對藕池（康）站的水位流量關系有影響。

利用2004、2007年的資料對三組輔助水尺的四種方案（方案1：新廠（二）一組水尺；方案2：郝穴站一組水尺；方案3：新廠（二）+郝穴站二組水尺；方案4：新廠（二）+三岔河二組水尺）進行比較，認為方案1效果最好，單值化校正流量點據集中，相關系數R2為0.9975，而方案4效果最差，不僅不能解決回水頂托影響，反而使單值化校正流量點據更散亂，相關系數R2為0.9816以上說明新廠（二）站的水尺能很好地反映上游洪水漲落因素影響，而三岔河站因距離較遠，中間又有支流匯入，不能反映下游變動回水影響。根據以上分析最終選擇新廠（二）站一組水尺作為輔助水尺。

4、測站水文資料的的采用

流量測驗誤差是往往造成定線誤差檢驗不合理。本站通斷流期間流量很小，實測流量中存在許多接近于0的小流量，當流量的絕對值很小或接近于0時，由于受現行測驗手段的限制，會因風向風速、測船定位、流速儀靈敏度、測深測速等諸多因素的影響，使實測流量存在很大的測驗誤差，這些測點往往很難滿足整編定線的需要。

經資料分析，水位34m以下測點的流量測點誤差在10%以上，故確定34m以下的流量測點參與定線但不參與定線誤差檢驗。落差指數法綜合效果

5、結語

綜上所述，藕池（康）站河段較不穩定，難以對此準確的進行水文流量測驗。通過采用差指數法對藕池（康）站進行水文流量變化測驗，能夠有效的提高測驗速度，減少測驗次數同時也提高了測驗的準確性，為以后對藕池（康）站進行水文測驗提高了有效方法。

參考文獻：

[1]謝運山.水文資料整編流量測驗數據的檢查[J].水文，2015，29（74）：16-17.