中泓浮標系數分析及應用

【摘要】中泓浮標法測流是水文測站搶測大洪水常用的一種快捷、實用的方法，但根據規定要求，中泓浮標系數要在每次測流后進行分析采用，對于一些優化測驗的站或者洪水暴漲暴落的站來說，由于實測資料有限，每次中泓浮標法測流過后都進行中泓浮標系數分析是有困難的，尤其是優化測驗站，用中泓浮標法校測大洪水無論從測驗方法、測驗精度都是最佳選擇，為了確定中泓浮標系數，本文分析了楊家坡（二）站建站以來所采用的中泓浮標系數進行分析發現，楊家坡（二）站歷年采用的中泓浮標系數都接近于某一個常量，通過反算驗證，這個常量可以作為楊家坡（二）站的中泓浮標系數。本文也為一些優化測驗的站或者洪水暴漲暴落的站進行中泓浮標系數分析提供一個思路，希望對大家有幫助。

【關鍵詞】中泓浮標；流量測驗；系數：

楊家坡（二）站是國家基本水文站，黃河水情報汛站，三類精度流量站、三類精度泥沙站，位于山西省臨縣叢羅峪鎮葫蘆旦村，地理位置為東經110°44′，北緯37°47′。1956年11月建站，由于當時建站地點距黃河口太近，容易受黃河洪水頂托，影響測驗，所以于1963年1月上遷1km改為楊家坡（二）站觀測至今，集水面積：283km2，距河口距離：2.2km。

由于楊家坡（二）站基本水尺斷面水位流量關系較好，呈單一線，所以2012年根據中游局安排對本站的歷年水位流量關系進行了分析研究，提出了優化測驗方案，經水文局批準，于2013年黃委會中游水文水資源局技術科以（黃中技2013<6>號）文，正式批準了楊家坡站優化測驗方案。

根據（黃中技2013<6>號）文中楊家坡站的優化測驗方案及優化測驗批準后的《楊家坡（二）站測站任務書》要求，當楊家坡（二）站發生超大洪水時要采用比降面積法測流校測優化曲線，但是由于最近根據水文局關于水文測驗規范化、標準化要求，榆次勘測局決定當楊家坡水文站發生超大洪水時至少要采用中泓浮標法測流來校測優化曲線，標準更高一些，精度更好一些。

根據水文測驗手冊要求，“中泓浮標系數應經分析確定”，為了在本站發生超大洪水能采用中泓浮標進行檢測流量，采用合理的中泓浮標系數，故進行本次研究分析。

1、測驗河段概況

楊家坡（二）站測驗河段河床為沙卵石組成。秋季稍有沖刷，其余季節變化較小，測驗河段內，兩岸皆有非整體性護岸，土岸部分較少，因此各級水位的坍岸現象較為少見，各級水位均無回流、死水現象，低水時時有岔流、串溝發生。

基本斷面上游200米右岸及150米左岸各有一小支溝，雖對測驗影響不大，但在附近降水較大時，其洪水變化表現為漲落急劇，往往不易控制。在上比降斷面，主流靠右岸，而基本斷面主流又靠左岸，這樣使中水時略有橫比降。基本斷面下游250米處為一彎道，高水時有控制水位～流量關系的作用。

測驗河段上下游無任何水工建筑物，所以測驗河段水流不受任何水工建筑物影響。

2、中泓浮標系數確定

2.1中泓浮標系數確定方法

為了確定本站中泓浮標系數，本次搜集了自1988年至今的所有年份的全斷面浮標流量原始記載資料及中泓浮標流量測驗原始記載資料，從中統計與研究中泓浮標系數相關的數據，用數據分析法來確定本站的中泓浮標系數，并進行合理性分析。

2.2中泓浮標系數確定

2.2.1數據分析法確定中泓浮標系數

根據楊家坡（二）站1988年以來的實測全斷面浮標流量原始記載，其中中泓浮標系數是根據歷次實測全斷面浮標流量中中泓部分浮標平均虛流速與過水斷面平均流速之比值所得。根據統計計算所得數據來看，除1994年8月5日第30次流量所計算中泓浮標系數偏小，其余均在0.65-0.72之間。1994年8月5日第30次流量根據點繪的流速和水深分布圖，可以看出中泓部分流速分布較高和水深不對應，這是造成由這次流量計算的中泓浮標系數偏小的原因，所以本次分析不采用此次資料。

2.2.2圖解法確定中泓浮標系數

根據統計的歷年全斷面浮標流量測次中的斷面平均流速與中泓部分浮標平均虛流速建立相關關系，將歷次斷面平均流速與中泓部分浮標平均虛流速對應點據點繪到關系圖中，通過點群中心繪制一條直線，通過不斷調整擬合，圖中直線兩邊點據分布基本均勻，通過Excel表對直線進行分析，其斜率為0.68。

2.2.3歷年采用的中泓浮標系數

根據統計，1988年以來的6次中泓浮標流量測次中，其中5次中泓浮標系數采用0.69，2012年的一次采用0.66。

2.2.4中泓浮標系數的確定

根據上述兩種方法確定的中泓浮標系數結合歷年采用的中泓浮標系數，本次分析認為采用0.68是比較合理的。

3、合理性分析

根據本次確定的中泓浮標系數對歷年實測流量進行返算，用歷年實測流量作為真值，用本次確定的中泓浮標系數返算的流量作為樣本，進行分析，如果各種誤差均在允許范圍之內，說明本次分析的中泓浮標系數是符合要求的，否則就不合理.

根據計算結果分別計算歷年實測斷面流量與新確定的中泓浮標系數返算的流量進行相對誤差、系統誤差及隨機不確定度計算，

相對誤差在-5.8%～4.4%之間，小于8%；

計算得系統誤差為0.4%，小于2%；

經計算置信水平為95%的隨機不確定度為2.1%，小于11% ；因此三項指標均符合中華人民共和國行業標準（SL247-1999）《水文資料整編規范要求。

4、結論

1）、楊家坡（二）站中泓浮標系數為0.68。

2）、.本次分析收集了楊家坡（二）站歷年來中高水15次實測流量資料（再以前的資料收集不到），根據不同來水來沙條件及不同的風向風力情況進行分析，中泓浮標系數分析方法及檢驗符合規范精度要求，可在三類精度的楊家坡（二）站高水時使用。

3）、當測驗河段內測站控制發生重大變化時，應重新分析中泓浮標系數.

參考文獻：

[1]楊立敏. 碧口水文站中泓浮標系數試驗分析[J]. 甘肅水利水電技術， 2017， 53（10）：21-24.

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