浅析孝感市跨市界水量监测站漳水凌家冲水位流量关系曲线拟定

夏静　钱珂毅

摘要：2013年7月《湖北省人民政府关于实行最严格水资源管理制度的意见》（鄂政发【2013】30号）确立了“三条红线”的总体目标：到2013年，全省用水问题控制在368.91亿立方米以内；万元工业增加值用水量和农田灌溉水有效利用系统达到国家规定要求；主要污染物入河湖总量控制在水功能区纳污能力范围之内，水功能区水质达标率提高到95%以上。2014年3月，湖北省水利厅编制了《湖北省水资源监控能力建设项目实施方案（2014—2015年）》，根据湖北省省级水资源监控能力建设项目（2014-2015）安排，孝感市跨市界水量监测站为府澴河漳水荆门京山县坪坝镇凌家冲、汉北河大富水应城市田店镇田店桥等共7处。

为进一步提高湖北省重要饮用水水源地水质等的在线监测能力，基本建成比较完善的国家水资源监控系统，形成与实行最严格水资源水资源管理制度基本适应的水资源监控能力，基本满足水资源定量管理和最严格水资源管理制度考核的信息化支撑需要，现以漳水凌家冲为例对跨市界水量监测站水位流量关系曲线进行分析。

关键词：浅析；漳水凌家冲；水位流量关系曲线；拟定

1、基本情况

府澴河流域地处大洪山东北，上游为中山地，中游为波状岗丘，下游为平原湖区，地势西北高东南低。漳水属府澴河支流，又名漳河。源出大洪山东北麓随州市三里岗镇付家垭子，东南流至云梦县明河乡鲁宝台注入府澴河，干流长126 km，流域集水面积930km2，干流河道坡度0.6‰，河流弯曲系数1.6，河网密度0.5 km/ km2，流域平均高程海拔120m。流域内5km以上支流36条，支流总长度415.0 km，其中20 km以上支流5条。

漳水由湖北省安陆王义贞镇入境，经漳河在应城三合镇流入府河，属长江中游水系，是府澴河流域涢水支流，根据交通情况，由荆门入境孝感的漳水市界水量监测断面设立在荆门市京山县坪坝镇凌家冲。

2、水位流量关系曲线分析

2.1 基本原理及方法

根据水力学原理可知，明渠均匀流时的水力坡度、水面坡度和河床坡度三者接近相等。虽然天然河道很难形成明渠均匀流，天然河道往往在较大的洪峰流量出现时刻，可以看成是恒定非均匀流。但对于某些河道顺直且断面变化不大的河段、人工整治的渠道，渠线较顺直，过水断面形状、尺寸及底坡在较长流程保持不变，且边界条件无显著变化，基本上能满足均匀流的条件，流量可按均匀流近似计算。流速、流量可采用曼宁公式计算，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，是综合反映管渠壁面粗糙情况对水流影响的一个系数，其值一般由实验数据测得，使用时也可查表选用；R—水力半径，通常采用平均水深代替；S—水面比降；A一断面面积。

2.2 测验河段实测大断面资料

为全面了解断面变化情况，通过测量获得测验河段实测大断面资料见下表2.2-1。

22.9 65.08

2.3 河床坡降推算

测验河段坡降计算是以河道断面的最低点高程来计算，河流坡降是由n个连续断面的高程Zi，及断面到下游断面距离Li计算得的，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—为河床基点高程；Z1、Z2、Z3…Zn—断面的高程；L1、L2、L3…L（n-1）—断面距离；S—河床坡降

2.4 水位流量关系曲线分析

水位流量曲线是一个断面根据测验河段的坡降和河床糙率组成情况，分析计算出的水位流量关系曲线，此关系曲线没有考虑流速在断面的纵向分布，也无法准确推算水面附加比降的实际值，只能凭经验在修正坡降。依据本站的测验河段及断面情况，结合附近基本站实测资料综合分析确定本站的糙率及河床坡降。

按以上所确定的水力因素值采用（2.1-1）、（2.1-2）公式计算流速、流量，并建立水位流量关系曲线。通过分析，可以得到一条采用分级糙率计算的水位～流量关系曲线。通过拟合得到漳水凌家冲水位～流量关系曲线计算公式：

Q =-0.0081Zi3 +1.0102Zi2 -0.2578Zi-1.0854

R2 = 0.9999

式中：Zi为水位，Q为流量。

漳水凌家冲水位～流量关系线节点见表2.4-1：

表2.4-1 漳水凌家冲水位流量关系曲线表

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

结语

经过上述分析可以得知，漳水凌家冲水位流量关系曲线为水资源定量管理和最严格水资源管理制度考核的信息化提供了重要支撑，对孝感市进一步完善三级信息平台建设、深化信息资源整合和业务应用开发利用具体非常重要的现实意义，也为其他跨市界水量监测站水位流量关系曲线分析拟定提供了借鉴。

【参考文献】：

[1]《水文资料整编规范》（SL247-2012）.

[2]《水文学原理》（中国水利水电出版社）.

[3]《水文测验实用手册》（中国水利水电出版社）.endprint