李云霞　周正道

摘 要：羊莊坪水文站屬國家基本水文站，位于瀾滄江一級支流黑惠江中游，由于斷面上下游修建水利工程，近年來測驗(yàn)斷面淤積嚴(yán)重，斷面右岸出現(xiàn)不同程度的逆流，對流量測驗(yàn)工作造成很大影響。文章對2015年實(shí)測流量資料及測驗(yàn)方法進(jìn)行對比分析，確定了目前采用的測深、測速垂線可較好的控制測驗(yàn)斷面面積和流速，隨著水位的變化，流速分布、死水區(qū)、逆流區(qū)邊界也不同，應(yīng)在回流區(qū)內(nèi)適當(dāng)增加測深、測速垂線，以便測出逆流量。通過該文分析，可以解決受水利工程影響的流量測驗(yàn)問題。

關(guān)鍵詞：羊莊坪水文站 逆流 流量 測驗(yàn)方法

中圖分類號：P33 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0163-02

羊莊坪水文站屬國家基本水文站，一類精度站，測站位于瀾滄江一級支流黑惠江中游，羊莊坪站距匯口距離為157 km，至源頭河長為177.4 km，流域面積為4330 km2，河道坡度4.68‰。黑惠江地處云南省西北部，位于東經(jīng)99°29′～100°26′、北緯24°42′～26°48′。流域面積12110.8km2，呈北窄南寬狹長狀。是瀾滄江在云南省境內(nèi)流域面積最大、流程最長的一級支流。發(fā)源于麗江縣九河鄉(xiāng)白漢場，源地高程2780 m，河長341.8 km，落差1790 m，平均比降3.4‰。

建站以來最高水位1504.15 m，最低水位1497.03 m，多年平均水位1498.37 m，警戒水位1501.33 m，保證水位1501.78 m。最大流量1330 m3/s，最小流量1.83 m3/s，多年平均流量64.3 m3/s。本站年最大降水量1543.9 mm，最小降水量706.9 mm，多年平均降水量1137.7 mm。

1 測驗(yàn)斷面受工程影響后流速分布情況

羊莊坪水文站斷面呈U型，左岸為人工支砌，右岸為沙壤土，河床由沙卵石組成，由于上下游相繼修建電站，斷面淤積嚴(yán)重。主流在低、中、高水位級分布的起點(diǎn)距為：24～36 m，28～48 m，28～52 m，逐漸向兩岸遞減。

2015年1月測驗(yàn)河段受上游100 m處橋梁施工及河道內(nèi)修建臨時橋影響，造成測驗(yàn)斷面發(fā)生較大變化，斷面流速紊亂，存在死水、逆流等情況。受施工影響后斷面淤積嚴(yán)重，主流分布在低、中、高水位級分布的起點(diǎn)距為：24～34 m，20～36 m，16～40 m；根據(jù)水位級的不同，斷面中間40～52 m之間流速分布紊亂，屬死水區(qū)；左岸9.6～14.0 m和52 m后逐漸出現(xiàn)逆流，隨著水位級不同死水區(qū)及逆流區(qū)起點(diǎn)距也隨著變化。

2 流量測驗(yàn)方法分析及探討

羊莊坪水文站采用水文纜道流速儀法施測流量，在保證人身安全的前提下，低（枯）水時勘選臨時斷面涉水施測[1]。測流方法、測流儀器符合《河流流量測驗(yàn)規(guī)范》GB50179-93的各項(xiàng)技術(shù)規(guī)定。每次測流一般為實(shí)測水深，發(fā)生特殊水情時，采用借用斷面水深進(jìn)行測流和計算，洪水過后及時施測水道斷面。洪水期水位變化0.6～1.0 m左右測流一次，平水期5～7天測流一次，洪峰過程施測3～5次（起漲、漲落水峰腰、峰頂附近及落平），枯水期5～15天測流一次，并視水情變化情況適當(dāng)增加測次。增加垂線和測點(diǎn)數(shù)目的測流次數(shù)每年不少于5次。測流次數(shù)合理分布在各水位級和水情變化轉(zhuǎn)折點(diǎn)處，能滿足確定水位流量關(guān)系或推算逐日流量和各項(xiàng)特征值的要求[2]。

2.1 測深垂線分析

因該站斷面上游100左右堆放大量泥土，漲水時容易被泥沙淤積，導(dǎo)致河床不穩(wěn)定，在每次大斷面測量后均應(yīng)進(jìn)行測深垂線精簡分析，以驗(yàn)證原有測深垂線布設(shè)的合理性，如誤差不超過3.0%，說明現(xiàn)用測深垂線數(shù)目布設(shè)合理，反之則應(yīng)及時對原有測深垂線進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)充。對2015年實(shí)測大斷面資料進(jìn)行分析，結(jié)果表明目前采用20根測深垂線可較好的控制測驗(yàn)斷面面積，就是說無論采用哪一種測流方案都必須對上述垂線測深，才能保證面積測驗(yàn)精度，這是該斷面河床結(jié)構(gòu)特性決定的。

2.2 深速垂線的布設(shè)

該站斷面情況復(fù)雜、流速紊亂，存在死水、逆流等情況，布設(shè)測速垂線時應(yīng)考慮河寬及水深、河床地形起伏和流速沿河寬分布的主要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，無大補(bǔ)大割，垂線分布要大致均勻，主槽較河灘為密，主流和河灘水流相接處必須布設(shè)垂線，河床內(nèi)地形和水流不規(guī)則時，在地形起伏和流速分布的轉(zhuǎn)折點(diǎn)應(yīng)布設(shè)垂線。該站斷面情況極不穩(wěn)定，流速紊亂、存在死水、逆流（超過2.0%）等情況，隨著水位級的不同，流速分布、死水區(qū)、逆流區(qū)邊界也不同，因此無論采用精測法或是常測法均需在死水區(qū)測定死水邊界，在回流區(qū)內(nèi)適當(dāng)增設(shè)測速垂線，以便測出逆流量及逆流邊界。

2.3 流量測驗(yàn)成果分析

對同一個斷面來說，流量的測驗(yàn)誤差主要決定于測深、測速垂線數(shù)多少和測點(diǎn)的分布。垂線和測點(diǎn)越少誤差的增率越大。測速、測深垂線和測點(diǎn)數(shù)越多，部分流量誤差對全斷面流量的影響越小。該站斷面流速分布不規(guī)則紊亂，為避免每個測點(diǎn)的偶然誤差對斷面流量有較大影響，根據(jù)水深的大小，采用不同的流速測點(diǎn)數(shù)目進(jìn)行比測。

對羊莊坪水文站不同水位級的多次實(shí)測流量進(jìn)行分析：用三點(diǎn)法（0.2、0.6和0.8）測得的流量與兩點(diǎn)法（0.2和0.8）測得的流量建立相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R=0.9994。三點(diǎn)法（0.2、0.6和0.8）測得流量與一點(diǎn)法（0.6）測得流量建立相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R=0.9999，相關(guān)關(guān)系較好。對一點(diǎn)法、兩點(diǎn)法所測流量與三點(diǎn)法分別進(jìn)去對比分析，誤差均不超過5.0%。

3 結(jié)語

鑒于羊莊坪水文站測驗(yàn)斷面復(fù)雜，流速分布紊亂，且斷面不同程度出現(xiàn)逆流等情況，通過對過去半年的流量測驗(yàn)方法及資料進(jìn)行分析，初步確定流量測驗(yàn)過程中按以下方法施測流量可以提高流量測驗(yàn)精度：（1）加密測次、實(shí)測水深，增加水面流速比測次數(shù)，掌握斷面沖淤變化情況，加密測驗(yàn)斷面中泓部分測速垂線，掌握斷面流速橫向變化規(guī)律；（2）在實(shí)際的流量測驗(yàn)過程中，流速可能受洪水漲落、斷面沖淤、風(fēng)速和風(fēng)向影響，流速橫向分布、死水邊界和逆流分布情況都隨著變化，每一次施測流量時均應(yīng)測定死水邊界和逆流區(qū)的回流量；（3）在保證人身安全的前提下，低枯水時勘選臨時斷面涉水施測流量，不定期用ADCP施測流量，以確定逆流、死水邊界及斷面流速分布情況。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉善海.受工程影響水文測驗(yàn)新技術(shù)應(yīng)用研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2015（4）：94.

[2] 金升高，林天才，王濤.城陵磯斷面受頂托期水文特征及測驗(yàn)方法探討[J].長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008（1）：24-25.

[3] 朱曉原，張留柱，姚永熙.水文測驗(yàn)實(shí)用手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2008.