蠻河流域挽魚溝水文站水位糙率關系分析

摘 ? ?要：本文以蠻河流域的挽魚溝水文站實測糙率資料為研究對象，收集自建站以來實測糙率資料，建立水位-糙率關系曲線，為汛期特大洪水采用比降面積法計算實時流量時提供參數，從而保障及時報汛。本站糙率分析表明，當歷年河床沖於情況變化不大的河道，其水位-糙率關系曲線在中高水呈現單一線趨，糙率的選取可以該站日常流量測驗和搶測特大洪水流量測驗補充應急測流方法，具有較好的實用價值。

關鍵詞：水文站;糙率;比降面積法

中圖分類號：P332 ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0122-02

1 ?前 言

目前水文站常用的測流方法有：多普勒流速儀（ADCP）、纜道流速儀、浮標法、比降-面積法、電波流速儀法等，在特大洪水期間測流設施設備易被大水沖毀，因此比降-面積法在此期間測流方式具有簡便、經濟、安全、迅速等特點。比降-面積法適用于斷面穩定、河床沖於變化不大，較為順直的河段，并且歷年水位-流量關系比較穩定的河流。水文站的斷面形式及河床質地情況各不相同，因此糙率值不同，變幅較大。在汛其發生特大洪水期間，因沖毀站房或河道測驗設施等情況，不能及時獲取即時流量，將對防汛安全帶來不利影響。現在大部分水文站資料系列長，具備分析計算糙率的條件，若果各站均分析出水位-糙率關系曲線，通過比降面-積法就可以求得即時流量，為防汛及時提供數據。

2 ?測站概況

挽魚溝水文站1961年4月設立，位于湖北省南漳縣李廟鎮甘洞村。地理位置處于東經110°39′54〃，北緯31°46′31〃，控制蠻河集水面積560km2，漢江中游水系，河名為蠻河，至河口距離151km，是三道河水庫（大型）的入庫站。挽魚溝站自建站以來多年平均降水量1047.4mm，實測最大年降水量1457mm（1964年），最小年降水量630.5mm（1966年）。降水主要集中在4～10月，其降水量約占全年的79.2%，降水空間分布均勻，過程較為集中。多年平均水位173.05m，多年平均流量8.45m3/s。年水位變幅最大可達5.8m。挽魚溝水文站測驗河段順直長300m，左岸為陡山，右岸為梯田，河床由沙卵石組成，斷面沖淤變化不大?；?km處建有電站，低水水位受電站發電影響;基下150km處為小灘口，基下300m處為彎道灘口，起測站控制作用。其低水受基本斷面下游的小灘口控制，當洪水位不超過175.00m時，水流關系保持不變;中高水受下游彎道控制，歷年的水位流量關系單一。

3 ?斷面穩定性分析

挽魚溝水文站斷面穩定性分析選用了近10年基本水尺斷面資料，2013年選用汛前、汛后資料，2006～2015年選用汛前資料，共11次大斷面資料。根據歷年實測大斷面成果采用不同的符號點繪河底高程沿橫斷面分布圖，分布情況如圖1。

通過實地勘察本站斷面右岸起點距12～34m之間的坡地上種植了農作物，經常受人類活動影響，34～92m為主槽，左岸為陡山，各次測量時因未能測量固定的位置導致斷面不一致。沖淤主要發生在主槽，從上圖中可以看出，雖然有沖有淤，但斷面形狀基本沒有大的變化，本斷面內屬于普遍沖淤，斷面較為穩定。

4 ?糙率分析

4.1 ?資料選用

由于挽魚溝站近10年觀測糙率系列不足30次，因此延長了年限，并重點選擇自建站以來實測高中水資料，本次分析選擇了171次實測糙率資料，其中2012年4次、2009年2次、2008年3次、2007年2次、1989年7次、1988年9次、1987年4次、1984年5次、1983年91次、1982年37次、1975年7次。根據水位級的劃分：176.10m以上為高水，173.70m以下為低水，其余為中水的標準，本次分析共選擇高水資料24次、中水資料115次、低水資料32次。其中有4個相對誤差超過25%，舍棄，不參與檢驗。

4.2 ?分析方法

將選擇的167次實測糙率資料在圖上用不同符號分年度點繪，見右圖。根據水位糙率關系圖可以看出，挽魚溝糙率在低水時糙率最大，中高水時大點距系列基本與水位坐標平行，變幅大致在0.024-0.032之間。采用人工定線，確定中高水水位-糙率關系曲線，見表1。

三種檢驗：通過對選用的171次糙率資料，進行三種檢驗，詳見表2，符號檢驗、偏離數值檢驗合格，適線檢驗免檢，系統誤差為0。

根據以上分析結論，挽魚溝站水位—糙率關系，低水位部分隨水位變高糙率逐漸變大，高水位趨近于常數。該曲線線型良好，是標準的反向曲線，具有很好的代表性，具備優越的使用條件。

5 ?結 論

綜上所述，在斷面穩定、河床沖於變化不大，較為順直的河段，并且歷年水位-流量關系比較穩定的河流進行水位-糙率關系分析具有很高的實用價值。在實際分析時，針對不同站的水流關系采用多種方法進行分析，力爭建立各站的水位-糙率曲線，在經過上級部門進行審核批準后，可以作為特大洪水流量計算的具體參數值，為水文部門在及時報汛方面具有較高的現實意義，建議推廣后應用。

收稿日期：2018-12-6

作者簡介：劉紅奎（1984-），工程碩士學位，本科，從事水文勘測工作。