民和水文站水面流速系数分析.docx

1、民和水文站水面流速系数分析孙洪保I,霍小虎，蓝云龙之，权雄章2(1.黄委会兰州水文局，兰州730030；2.黄委会民和水文站，青海民和810800)摘要拟采用断面同一时刻断面流量和水面一点虚流量资料计算水面一点流量系数，用水面一点法实测断面流量，使其成为抢测洪峰流量的一种方法。关键词水面一点法；系数；民和水文站中图分类号P333文献标识码B文章编号1006-7175(2014)11-0067-02民和水文站设立于1940年1月，属国家基本水文站和黄河流域重要报汛站，是黄河一级支流混水的而要控制站。地理位置:EJ02.48.N36.20.集水面积15342km2,至河口距离76km。湿水属山溪性

2、河流，突发洪水多为乐都大峡至民和区间降水所致，涨落快，含沙量大，中高水时漂浮物多。测验河段左、右岸均为人工护岸，沙砾石河床，断面冲淤变化小.高水时断面冲淤有变化，水位流量关系在中低水时多为单一线,高水时为绳套曲线。1问题提出由于民和水文站的测站特性，洪水突发，水沙过程为陡涨陡落，且漂浮物多，这给流量测验工作带来了极大困难。测站现有的高洪流景测验设备主要有YMCP-1型微波测流仪，在电动吊箱缆道上进行。为了保证大洪水的流最测验，避免万一情况的发生，在测速历时不低于20s的条件下测出流量测验断面水面流速计算断面虚流量，根据分析的水面流速系数计算出断面实流量，基本保证在特殊情况下的洪水测验。2 基本

3、原理根据水文学的基本原理，一般自然河道流速的分布大多是水面最大至河底递减至零，在流址的日常测验中，一般都是采用二点、三点和五点法测取垂线平均流速来计算断面流缺，但在大洪水时这些方法不能满足要求，只有减少测点数和测速历时，才能保证洪峰过程的控制。本文拟采用断面同一时刻断面流髭和水面一点虚流量资料计算水面一点流域系数，用水面一点法实测断面流量，使其成为抢测洪峰流量的一种方法。3 资料来源收稿日期2014-05-04作者简介孙洪保(1963-)，男，河南濮阳人，高级工程师,主要从事水文水资源研究工作;霍小虎(1968男，河南南阳人，高级工程师，主要从事水文水资源研究工作;蓝云龙(1974-).男，甘

4、肃酒泉人，工程师.主要从事水文水资源研究工作;权雄章(1957-),男，青海乐都人，高级工程师，主要从事水文水资源研究工作.民和水文站在2008年4月至9月的汛期流量测验中，每次测验都进行了垂线水面一点流速测验，累计流量测验资料30次。其中，五点法5次,三点法6次,二点法9次,一点法10次，水位变幅1.66m。资料见表10表1民和水文站流测验数据表注：2为水位，假定商程，其实际水位数1769.00+表内水位数;。为断面流为水面一点虚流量。序号测验时间垂线测点数Z/mQ/m3s*Q*/ms,a-114.1831.1716.719.824.131.4035.142.635.231.4943.752

5、.245.211.8168.579.055.211.7292.311365.321.5254.264.675.2120.814.155.0586.1611.8311513996.1751.5358.071.5106.2011.96139175116.2511.5458.669.5127.431.5665.179.8137.751.76109136147.851.75100125157.921.6575.995.4167.1711.3937.245.8177.2712.07181223187.2821.83117137198.331.3736.342208.1211.78106126218.14

6、21.6166.978.3228.1521.4950.759.3238.2012.47312377248.2012.46287362258.2122.05164203268.2251.88125152278.3051.7499.4118289.321.5967.082.2299.421.87123148309.761.5979.698.54 水面流速系数计算参加水面流速系数统计计算的流量资料总计30次,其计算公式为：水面流速系数为：经计算:水面流速系数为0.83式中:Q、。”为某次流量及相应水面一点测得断面虚流量；V,、匕为某次流虽断面平均流速及相应水面一点断面水面平均流速;K为某次流最及相应

7、水面一点测得断面虚流量的比值住为水面流速系数;几为总比测次数。5 水面流速系数误差评定1）随机误差应按正态分布，采用置信水平为95%的随机不确定度描述。根据比测资料，进行水面一点系数误差统计计算，水面流速系数的不确定度采用下式估算：1/2Q做=KQX山=2件老T）经计算，置信水平为95%的水面流速系数随机不确定度为2.62%o2）水面流速系数的系统误差采用下式估算：1-1Vnx100%E0,/式中：%做为水面流速系数不确定度,；可为水面流速系数的系统误差,；。丸为水面一点施测的断面流量。经计算，水面流速系数的系统误差为5.24%o计算成果见表2。6结语根据河流流址测验规范XGB50179-93

8、）表7.5.4“浮标系数随机不确定度”的规定，在断面分部数10-15时其浮标系数随机不确定度的要求在6%5%之间，对于流速仪水面一点实测断面流量其系数的误差规范没有明确规定。在此参照上述规定，其水面流速系数随机不确定度5.24%基本达到要求;参照规范附表4.7“三类精度水文站ID型系统误差高水部分-1%”的规定，统计计算水面流速系数的系统误差0.55%基本达到要求。（上接第60页）由表3计算成果可知，基本组合的分层稳定最小安全系数为4.83,大于规范规定的K=3.0；特殊组合的分层稳定最小安全系数为5.73,大于规范规定的K,=2.5,满足规范要求。6 结语通过上述计算及分析，对石桥水库的大坝

9、做了一个较为全面的设计计算。计算结果表明，设计建筑物的功能性、安全性、稳定性均能满足要求。序号(S/Q-】)x100(KQ/Qj-1)x100F11.592.53720.7350.543-0.860.734-4.2818.351.612.6066-1.071.15371I80.3220.10492.3195.378104.49620.2211-1.562.438121.7423.034133.5612.67143.7514.06154.32418.7162.1884.788172.265.10618-2.817.90719-3.9715.7420-1.341.79521-2.868.1622-

10、2.928.533230.2920.085244.6922252.7387.496260.9280.86127-1.472.157281.833.34829-0.130.017302.7077.329T)x100=1664EKQ/QlDxIOOF1=198.80序号(S/Q-】)x100(KQ/Qj-1)x100F11.592.53720.7350.543-0.860.734-4.2818.351.612.6066-1.071.15371I80.3220.10492.3195.378104.49620.2211-1.562.438121.7423.034133.5612.67143.7514.

11、06154.32418.7162.1884.788172.265.10618-2.817.90719-3.9715.7420-1.341.79521-2.868.1622-2.928.533230.2920.085244.6922252.7387.496260.9280.86127-1.472.157281.833.34829-0.130.017302.7077.329T)x100=1664EKQ/QlDxIOOF1=198.80表2民和水文站水面流速系数随机不确定度和系统误差计算表参考文献1 GB50179-1993,河流流髭测验规范S.2 赵伯良.多沙河流浮标系数问题J.人民黄河,1981（6）:18-19.3王时瑁.大中河流浮标系数误差分