雪野水庫西輸水洞水位流量關系率定

程　慧，張春玲，楊清海（.萊蕪市水文局，山東 萊蕪 700；.泰安市水文局，山東 泰安 7000）

雪野水庫西輸水洞水位流量關系率定

程慧1，張春玲2，楊清海2
（1.萊蕪市水文局，山東 萊蕪 271100；2.泰安市水文局，山東 泰安 271000）

【摘要】通過對2007—2013年雪野水庫西輸水洞45次流量資料分析，采用一元三次插值擬合定線方法對水位流量關系進行率定，率定成果經三種檢驗均符合《水文資料整編規范》的精度要求，可以應用到實際生產中去。同時根據本率定成果，對穩定的人工渠道斷面實現流量間測，從而提高測驗效率，降低工作強度。

【關鍵詞】雪野水庫；渠道；水位流量；水文測驗

為提高水文監測效率，對規則斷面多年水位流量測點分析，率定穩定的水位與流量關系綜合曲線，可有效減少水文測驗次數，降低水文職工勞動強度。雪野水庫水文站是國家重點站，贏汶河主要控制站，肩負著向國家防總、山東省防汛指揮部、省水文局、萊蕪市防辦等的報汛任務。2006年，該水庫通過除險加固工程，對水庫進行大壩加固、溢洪閘、輸水洞進行改造，改造后輸水洞常年放水，用于發電和灌溉。由于發電主要在晚上，給測驗工作帶來不便，加之閘門變動頻繁，測驗任務較重，探索新的測驗方式勢在必行。

1　工程概況

雪野水庫位于黃河流域大汶河水系贏汶河干流的中上游、山東省萊蕪市雪野旅游區境內。水庫于1959-11開工建設，1966-07完工，控制流域面積為444km2，總庫容為2.21億m3，樞紐工程由主副壩、放水洞、溢洪道（閘）和發電站組成，是一座以防洪為主、兼有工農業供水、發電、旅游等綜合利用的大（2）型水庫。

水庫西輸水洞位于水庫大壩的西側，進口距大壩垂直距離約150m，輸水洞渠長500m，均為順直渠道，渠道分入水口、閘門、涵洞、水電機組、出口下30m到達斷面，形狀為矩形，其寬5.7m，深4.15m，設計流量30m3/s。其斷面架設纜道，右岸設水位計房。斷面除受水位（水深）影響外，受其他影響較小，率定關系線成為可能。

2　測驗資料分析

2.1流量測次布設分析

根據《水工建筑物測流規范》要求，率定分析測驗，應積累不少于3年至少30次的實測資料。2007—2013年底，雪野水庫壩上及西輸水洞水位同時觀測，在閘下30m斷面設纜道房及自記水位計，并在開閘放水時進行流量測驗，7年共施測流量45次。放水水位均在25cm以上，最高達1.42m；不放水時，輸水洞渠道干涸。通過分析實測流量資料，分布均勻，測次合理，滿足率定要求。

2.2垂線、測點布設分析

根據《河道流量測驗規范》要求，河(渠)道寬度流量精確測驗最少測速垂線數目不能少于5條。該輸水洞渠道底寬5.7m，上口寬5.7m，為滿足測驗規范要求，故布設5條測速垂線。由于受上游水流發電機組影響，水位漲落速度快、暴漲暴落，所測流量對應水位分布在低水和中高水斷面流速受兩岸沖擊，纜道隨流速左右擺動幅度較大，不宜采用多點法。所測資料符合測驗規范要求。

2.3水深測驗分析

2006年，雪野水庫除險加固后，對輸水洞測驗斷面進行了局部改造，并新設浮子式自記水位計1套，幾年來，運轉正常。流量測驗完全參照《河道流量測驗規范》進行，斷面基本水尺水位由水尺讀數代替（水尺讀數即為水深）。

3　水位流量關系線分析

雪野水庫西輸水洞水位流量關系線，實測流量45次，全部取用流量點定線，測點均勻分布在水位流量關系曲線（圖省略）兩側。

3.1符號檢驗

檢驗所定水位流量關系曲線兩側測點數目分配是否均衡合理。借以判斷關系曲線是否正確，其計算公式：

式中：n為總測次；k為負號個數；α為顯著性水平；u為計算統計量；u1－α/2為統計量查表取1.15。取n=45，k=20，α=0.25，計算得u=0.30。

新鄉醫學院點加團隊自1998級本科生為實施范圍，在本科生培養中推行科研團隊——小組二元育人模式，該模式對本科生管理更具有針對性，團隊成員科研素質明顯提高，推行模式二十年來使本科生在有限的活動資源和空間條件下，滿足了應用創新型人才的培養要求。推行該模式不僅在培養具備綜合科研素質的優秀醫學人才上有著重要意義，而且有助于全國高校本科生科研素質培養模式的探索，對全國尚未形成統一的學生科研素質培養機制提供借鑒。

因為，u＜u1－α/2，所以檢驗合理。

3.2適線檢驗

按水位遞升次序，檢驗實測點偏離曲線正負號的排列情況。借以檢查定線有無明顯系統偏離，其應用公式：

式中：k為正負號變換次數；其余同前。取n= 45，k=20，α=0．05，計算得u=－1.06，查表 u1－d= 1.28。

因為，u=－1.06，u＜u1－a所以檢驗合理。

3.3偏離數值檢驗

檢驗測點偏離關系曲線的平均偏離值（即平均相對誤差）是否在合理范圍內，借以用數據論證曲線確定是否合理，計算公式：

式中，Pi為測點與關系曲線的相對偏離值；n為測點總數；P為平均相對偏離值；SP為標準差；S 為P的標準差；t為統計量，給定的顯著性水平α=0.10，k為45，查表得t1－α/2=1.69。經計算得：S=0.236；SP=3.52%；t=0.112。

因為t＜t1－α/2即認為合理。

3.4標準差檢驗

實測流量點偏離關系曲線的標準差，計算為3.5%，小于一類站最小標準4.0%，符合《水文資料整編規范》的相關要求。

水位流量關系曲線確定后進行三項檢驗和標準差計算，低水最大偏離10.1%，低水時偏離值大于8%的點子有1個，占總數的2.2%；高水最大偏離8.3%；高水時偏離值大于5%的有3個，占總數的6.6%。

4結論

利用一元三次插值法擬合曲線進行率定分析得知：雪野水庫西輸水洞放水洞水位流量關系相對比較穩定，定線方法、定線精度符合要求，可用于實際生產中。水位流量關系曲線符合水文資料整編規范精度要求，此關系曲線及其擬合公式在水庫渠道的過水流量推算中使用方便，操作簡單。可以結合水位自動監測，間接實現流量的實時在線監測。

5建議

分析中雖然渠道擬合的水位流量關系曲線關系比較好，但是《水工建筑物測流規范》規定當精度符合要求時，所建立的關系線或關系式可用于推求流量，以后每隔3～5年應監測1次，因此建議在使用過程中，應結合水庫放水對流量實行監測，以驗證其渠道的各項水力因素是否發生變化，若發生變化，應及時修訂此關系曲線。

由于調水量相對較為平穩，本次流量率定水位變幅范圍僅為0.30～1.42m，以后調水中若超過此變幅范圍時，應隨時加測流量，不宜采用延長水位流量關系線法，以確保推算水量的精度。

通過流速儀高中低實測流量測驗數據進行對比分析，率定出合理的、符合實際的可靠關系曲線，通過水位或水深來推求流量，精度和誤差符合《水文資料整編規范》中的有關技術指標。曲線的確定有利于該站開展流量間測，減輕水文測驗人員的測驗工作強度，節省了一定的物力財力。

參考文獻

[1]水工建筑物測流規范SL20—92[S]．中國水利水電出版社．1992．

[2]河流流量測驗規范GB50179—93[S]．中國水利水電出版社．1994．

[3] 水文年鑒編印規范SD244－87[S]．中國人民共和國水利電力部．1988．

（責任編輯趙其芬）

【中圖分類號】TV12

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-06-0048-02

收稿日期：2015-01-14

作者簡介：程慧(1975—)，男，工程師