西大河水庫水文站改變測驗方式論證

馬睿

【摘要】西大河水庫流量測驗通過分析是可行的，認真分析各種水工建筑物的水流特性，把主要影響因素確定，建立相關因子的關系曲線，并建立相關公式，推求流量，精度完全可以得到保證。

【關鍵詞】測驗；流量；公式；分析

一、測站概況

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

二、資料收集與分析

該水庫下泄流量測得的資料為尾水渠及閘門出流量的總量 ，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：

以實測水頭計算流量用公式：Q=N/（9.8ηh）

根據1986～1988年實測的電站尾水渠流量資料和相應發電總功率及水頭，采用公式計算相應效率系數。根據觀測的發電機功率及開機臺數與相應的效率建立相關關系如圖1。

發電站有兩臺機組，用平均功率計算h值，建立`N～h相關曲線進行分析，是y=axm的冪函數形式。用最小二乘法進行點據擬合，在`N～h關系圖中為兩條線。

通過對第一、二線進行檢驗，順利通過。說明可以應用，見圖1。

在建立`N～h關系中，`N的觀測是流量精度的保證，于是對儀表刻度做如下分析：

根據電站儀表其刻度為0.01，而要求讀到0.07，則滿足要求。

b、輸水洞閘門流量系數分析：

因該閘門出流均為有壓自由流，而在閘門輸水洞以上約13米處有發電支洞，在有壓情況下有分壓存在，此時不是一種單因素關系，故e～μ關系必須為e～μ～N總（N總以N總/1000表示）關系。因此，選用的主要參數為閘門啟閉度，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；A—輸水洞過水面積（m2）；H—水頭（m）。

分析結果發現，在H′≦21.5米，而N總<1時，μ值變化時根據N總的變化而變化，而在H′>21.5米以上，N總變化對μ值變化微小。在N總>1時的關系線用點據處理配得方程為：

μ=0.9138e0.9675 在H′>21.5米、N總<1時其關系為多線條。但因點據少用圖解法求的曲線，再根據關系曲線配得各曲線方程：m-指數、α-系數，用m、α指數分別同N總建立關系：

注：用閘孔出流公式推流時其適用范圍：

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

參考文獻：

[1].GB 50179-2015，河流流量測驗規范；