淺析孝感市跨市界水量監測站漳水凌家沖水位流量關系曲線擬定

夏靜　錢珂毅

摘要：2013年7月《湖北省人民政府關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》（鄂政發【2013】30號）確立了“三條紅線”的總體目標：到2013年，全省用水問題控制在368.91億立方米以內；萬元工業增加值用水量和農田灌溉水有效利用系統達到國家規定要求；主要污染物入河湖總量控制在水功能區納污能力范圍之內，水功能區水質達標率提高到95%以上。2014年3月，湖北省水利廳編制了《湖北省水資源監控能力建設項目實施方案（2014—2015年）》，根據湖北省省級水資源監控能力建設項目（2014-2015）安排，孝感市跨市界水量監測站為府澴河漳水荊門京山縣坪壩鎮凌家沖、漢北河大富水應城市田店鎮田店橋等共7處。

為進一步提高湖北省重要飲用水水源地水質等的在線監測能力，基本建成比較完善的國家水資源監控系統，形成與實行最嚴格水資源水資源管理制度基本適應的水資源監控能力，基本滿足水資源定量管理和最嚴格水資源管理制度考核的信息化支撐需要，現以漳水凌家沖為例對跨市界水量監測站水位流量關系曲線進行分析。

關鍵詞：淺析；漳水凌家沖；水位流量關系曲線；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，地勢西北高東南低。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付家埡子，東南流至云夢縣明河鄉魯寶臺注入府澴河，干流長126 km，流域集水面積930km2，干流河道坡度0.6‰，河流彎曲系數1.6，河網密度0.5 km/ km2，流域平均高程海拔120m。流域內5km以上支流36條，支流總長度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入境，經漳河在應城三合鎮流入府河，屬長江中游水系，是府澴河流域涢水支流，根據交通情況，由荊門入境孝感的漳水市界水量監測斷面設立在荊門市京山縣坪壩鎮凌家沖。

2、水位流量關系曲線分析

2.1 基本原理及方法

根據水力學原理可知，明渠均勻流時的水力坡度、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時刻，可以看成是恒定非均勻流。但對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，過水斷面形狀、尺寸及底坡在較長流程保持不變，且邊界條件無顯著變化，基本上能滿足均勻流的條件，流量可按均勻流近似計算。流速、流量可采用曼寧公式計算，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水流影響的一個系數，其值一般由實驗數據測得，使用時也可查表選用；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 測驗河段實測大斷面資料

為全面了解斷面變化情況，通過測量獲得測驗河段實測大斷面資料見下表2.2-1。

22.9 65.08

2.3 河床坡降推算

測驗河段坡降計算是以河道斷面的最低點高程來計算，河流坡降是由n個連續斷面的高程Zi，及斷面到下游斷面距離Li計算得的，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 水位流量關系曲線分析

水位流量曲線是一個斷面根據測驗河段的坡降和河床糙率組成情況，分析計算出的水位流量關系曲線，此關系曲線沒有考慮流速在斷面的縱向分布，也無法準確推算水面附加比降的實際值，只能憑經驗在修正坡降。依據本站的測驗河段及斷面情況，結合附近基本站實測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）公式計算流速、流量，并建立水位流量關系曲線。通過分析，可以得到一條采用分級糙率計算的水位～流量關系曲線。通過擬合得到漳水凌家沖水位～流量關系曲線計算公式：

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～流量關系線節點見表2.4-1：

表2.4-1 漳水凌家沖水位流量關系曲線表

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

結語

經過上述分析可以得知，漳水凌家沖水位流量關系曲線為水資源定量管理和最嚴格水資源管理制度考核的信息化提供了重要支撐，對孝感市進一步完善三級信息平臺建設、深化信息資源整合和業務應用開發利用具體非常重要的現實意義，也為其他跨市界水量監測站水位流量關系曲線分析擬定提供了借鑒。

【參考文獻】：

[1]《水文資料整編規范》（SL247-2012）.

[2]《水文學原理》（中國水利水電出版社）.

[3]《水文測驗實用手冊》（中國水利水電出版社）.endprint