西大河水庫(kù)水文站改變測(cè)驗(yàn)方式論證

馬睿

【摘要】西大河水庫(kù)流量測(cè)驗(yàn)通過(guò)分析是可行的，認(rèn)真分析各種水工建筑物的水流特性，把主要影響因素確定，建立相關(guān)因子的關(guān)系曲線，并建立相關(guān)公式，推求流量，精度完全可以得到保證。

【關(guān)鍵詞】測(cè)驗(yàn)；流量；公式；分析

一、測(cè)站概況

西大河水庫(kù)水文站位于東經(jīng)101°23′北緯38°03′，集水面積788 Km2，為區(qū)域代表站，總庫(kù)容6800萬(wàn)m3，最大壩高37m，壩頂長(zhǎng)294m。溢洪道位于大壩右側(cè)，閘門(mén)為平板直拉式，共5孔，每孔尺寸6mx2.2m，最大泄量338m3/s；輸水洞位于大壩左側(cè)，為混凝土圓型壓力隧洞，最大泄量109m3/s。它設(shè)有西大河水庫(kù)（渠）、西大河水庫(kù)（溢）兩個(gè)流量測(cè)驗(yàn)斷面。西大河水庫(kù)（渠）斷面設(shè)在閘門(mén)出流與發(fā)電站出流匯入測(cè)驗(yàn)斷面約150m處，測(cè)得流量為電站尾水渠及閘門(mén)出流的總量，閘門(mén)受人工控制，閘門(mén)啟閉頻率較高，流量基本在10m3/s以下，有的還在5m3/s以下，測(cè)驗(yàn)難度較大。

二、資料收集與分析

該水庫(kù)下泄流量測(cè)得的資料為尾水渠及閘門(mén)出流量的總量 ，86年至88年收集了電站出流流量69份，總出流量91份。

就上述資料分析：

以實(shí)測(cè)水頭計(jì)算流量用公式：Q=N/（9.8ηh）

根據(jù)1986～1988年實(shí)測(cè)的電站尾水渠流量資料和相應(yīng)發(fā)電總功率及水頭，采用公式計(jì)算相應(yīng)效率系數(shù)。根據(jù)觀測(cè)的發(fā)電機(jī)功率及開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)與相應(yīng)的效率建立相關(guān)關(guān)系如圖1。

發(fā)電站有兩臺(tái)機(jī)組，用平均功率計(jì)算h值，建立`N～h相關(guān)曲線進(jìn)行分析，是y=axm的冪函數(shù)形式。用最小二乘法進(jìn)行點(diǎn)據(jù)擬合，在`N～h關(guān)系圖中為兩條線。

通過(guò)對(duì)第一、二線進(jìn)行檢驗(yàn)，順利通過(guò)。說(shuō)明可以應(yīng)用，見(jiàn)圖1。

在建立`N～h關(guān)系中，`N的觀測(cè)是流量精度的保證，于是對(duì)儀表刻度做如下分析：

根據(jù)電站儀表其刻度為0.01，而要求讀到0.07，則滿(mǎn)足要求。

b、輸水洞閘門(mén)流量系數(shù)分析：

因該閘門(mén)出流均為有壓自由流，而在閘門(mén)輸水洞以上約13米處有發(fā)電支洞，在有壓情況下有分壓存在，此時(shí)不是一種單因素關(guān)系，故e～μ關(guān)系必須為e～μ～N總（N總以N總/1000表示）關(guān)系。因此，選用的主要參數(shù)為閘門(mén)啟閉度，其公式為：

Q=??A* H1/2 A=π1.52

式中：Q—輸水洞出流量（m3/s）；??—流量系數(shù)；A—輸水洞過(guò)水面積（m2）；H—水頭（m）。

分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在H′≦21.5米，而N總<1時(shí)，μ值變化時(shí)根據(jù)N總的變化而變化，而在H′>21.5米以上，N總變化對(duì)μ值變化微小。在N總>1時(shí)的關(guān)系線用點(diǎn)據(jù)處理配得方程為：

μ=0.9138e0.9675 在H′>21.5米、N總<1時(shí)其關(guān)系為多線條。但因點(diǎn)據(jù)少用圖解法求的曲線，再根據(jù)關(guān)系曲線配得各曲線方程：m-指數(shù)、α-系數(shù)，用m、α指數(shù)分別同N總建立關(guān)系：

注：用閘孔出流公式推流時(shí)其適用范圍：

總而言之，隨著水利工程的新建，原有的水文站的測(cè)驗(yàn)斷面已不能完全收集到全部的水文資料，利用水利工程進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)的方法是全面收集區(qū)域水文資料必不可少的一種方法，而且方法可靠，簡(jiǎn)單易行 。

參考文獻(xiàn)：

[1].GB 50179-2015，河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范；