淺析孝感市跨市界水量監(jiān)測(cè)站漳水凌家沖水位流量關(guān)系曲線擬定

夏靜　錢珂毅

摘要：2013年7月《湖北省人民政府關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見(jiàn)》（鄂政發(fā)【2013】30號(hào)）確立了“三條紅線”的總體目標(biāo)：到2013年，全省用水問(wèn)題控制在368.91億立方米以內(nèi)；萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量和農(nóng)田灌溉水有效利用系統(tǒng)達(dá)到國(guó)家規(guī)定要求；主要污染物入河湖總量控制在水功能區(qū)納污能力范圍之內(nèi)，水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率提高到95%以上。2014年3月，湖北省水利廳編制了《湖北省水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施方案（2014—2015年）》，根據(jù)湖北省省級(jí)水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目（2014-2015）安排，孝感市跨市界水量監(jiān)測(cè)站為府澴河漳水荊門京山縣坪壩鎮(zhèn)凌家沖、漢北河大富水應(yīng)城市田店鎮(zhèn)田店橋等共7處。

為進(jìn)一步提高湖北省重要飲用水水源地水質(zhì)等的在線監(jiān)測(cè)能力，基本建成比較完善的國(guó)家水資源監(jiān)控系統(tǒng)，形成與實(shí)行最嚴(yán)格水資源水資源管理制度基本適應(yīng)的水資源監(jiān)控能力，基本滿足水資源定量管理和最嚴(yán)格水資源管理制度考核的信息化支撐需要，現(xiàn)以漳水凌家沖為例對(duì)跨市界水量監(jiān)測(cè)站水位流量關(guān)系曲線進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：淺析；漳水凌家沖；水位流量關(guān)系曲線；擬定

1、基本情況

府澴河流域地處大洪山東北，上游為中山地，中游為波狀崗丘，下游為平原湖區(qū)，地勢(shì)西北高東南低。漳水屬府澴河支流，又名漳河。源出大洪山東北麓隨州市三里崗鎮(zhèn)付家埡子，東南流至云夢(mèng)縣明河鄉(xiāng)魯寶臺(tái)注入府澴河，干流長(zhǎng)126 km，流域集水面積930km2，干流河道坡度0.6‰，河流彎曲系數(shù)1.6，河網(wǎng)密度0.5 km/ km2，流域平均高程海拔120m。流域內(nèi)5km以上支流36條，支流總長(zhǎng)度415.0 km，其中20 km以上支流5條。

漳水由湖北省安陸王義貞鎮(zhèn)入境，經(jīng)漳河在應(yīng)城三合鎮(zhèn)流入府河，屬長(zhǎng)江中游水系，是府澴河流域涢水支流，根據(jù)交通情況，由荊門入境孝感的漳水市界水量監(jiān)測(cè)斷面設(shè)立在荊門市京山縣坪壩鎮(zhèn)凌家沖。

2、水位流量關(guān)系曲線分析

2.1 基本原理及方法

根據(jù)水力學(xué)原理可知，明渠均勻流時(shí)的水力坡度、水面坡度和河床坡度三者接近相等。雖然天然河道很難形成明渠均勻流，天然河道往往在較大的洪峰流量出現(xiàn)時(shí)刻，可以看成是恒定非均勻流。但對(duì)于某些河道順直且斷面變化不大的河段、人工整治的渠道，渠線較順直，過(guò)水?dāng)嗝嫘螤?、尺寸及底坡在較長(zhǎng)流程保持不變，且邊界條件無(wú)顯著變化，基本上能滿足均勻流的條件，流量可按均勻流近似計(jì)算。流速、流量可采用曼寧公式計(jì)算，公式如下：

V=（1/n）R 2/3S1/2 （2.1-1）

Q=（1/n）AR 2/3S1/2 （2.1-2）

式中：V—斷面平均流速；n—糙率，是綜合反映管渠壁面粗糙情況對(duì)水流影響的一個(gè)系數(shù)，其值一般由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得，使用時(shí)也可查表選用；R—水力半徑，通常采用平均水深代替；S—水面比降；A一斷面面積。

2.2 測(cè)驗(yàn)河段實(shí)測(cè)大斷面資料

為全面了解斷面變化情況，通過(guò)測(cè)量獲得測(cè)驗(yàn)河段實(shí)測(cè)大斷面資料見(jiàn)下表2.2-1。

22.9 65.08

2.3 河床坡降推算

測(cè)驗(yàn)河段坡降計(jì)算是以河道斷面的最低點(diǎn)高程來(lái)計(jì)算，河流坡降是由n個(gè)連續(xù)斷面的高程Zi，及斷面到下游斷面距離Li計(jì)算得的，河道坡降通用公式如下：

S=[（Z0+Z1-Z0-Z0）*L1+（Z1+Z2-Z0-Z0）*L2+……+（Zn-1+Zn-Z0-Z0）*Ln]/（L1+L2+……+Ln）^2 （3-1）

式中：Z0—為河床基點(diǎn)高程；Z1、Z2、Z3…Zn—斷面的高程；L1、L2、L3…L（n-1）—斷面距離；S—河床坡降

2.4 水位流量關(guān)系曲線分析

水位流量曲線是一個(gè)斷面根據(jù)測(cè)驗(yàn)河段的坡降和河床糙率組成情況，分析計(jì)算出的水位流量關(guān)系曲線，此關(guān)系曲線沒(méi)有考慮流速在斷面的縱向分布，也無(wú)法準(zhǔn)確推算水面附加比降的實(shí)際值，只能憑經(jīng)驗(yàn)在修正坡降。依據(jù)本站的測(cè)驗(yàn)河段及斷面情況，結(jié)合附近基本站實(shí)測(cè)資料綜合分析確定本站的糙率及河床坡降。

按以上所確定的水力因素值采用（2.1-1）、（2.1-2）公式計(jì)算流速、流量，并建立水位流量關(guān)系曲線。通過(guò)分析，可以得到一條采用分級(jí)糙率計(jì)算的水位～流量關(guān)系曲線。通過(guò)擬合得到漳水凌家沖水位～流量關(guān)系曲線計(jì)算公式：

Q =-0.0081Zi3 +1.0102Zi2 -0.2578Zi-1.0854

R2 = 0.9999

式中：Zi為水位，Q為流量。

漳水凌家沖水位～流量關(guān)系線節(jié)點(diǎn)見(jiàn)表2.4-1：

表2.4-1 漳水凌家沖水位流量關(guān)系曲線表

水位（m） 流量（m3/s） 水位（m） 流量（m3/s）

65.29 0.45 66.97 72.89

65.50 2.00 67.18 89.51

65.71 6.29 67.39 107.59

65.92 13.08 67.60 126.83

66.13 21.78 67.81 147.70

66.34 32.16 68.02 170.58

66.55 44.24 68.23 195.91

66.76 57.83

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)上述分析可以得知，漳水凌家沖水位流量關(guān)系曲線為水資源定量管理和最嚴(yán)格水資源管理制度考核的信息化提供了重要支撐，對(duì)孝感市進(jìn)一步完善三級(jí)信息平臺(tái)建設(shè)、深化信息資源整合和業(yè)務(wù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)利用具體非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，也為其他跨市界水量監(jiān)測(cè)站水位流量關(guān)系曲線分析擬定提供了借鑒。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]《水文資料整編規(guī)范》（SL247-2012）.

[2]《水文學(xué)原理》（中國(guó)水利水電出版社）.

[3]《水文測(cè)驗(yàn)實(shí)用手冊(cè)》（中國(guó)水利水電出版社）.endprint