灌区的水位测定和流量测定方法

□孙利剑 □张纯鑫 □张辉栋（河南省人民胜利渠管理局）

灌区的水位测定和流量测定方法

□孙利剑 □张纯鑫 □张辉栋（河南省人民胜利渠管理局）

通过对基层水利者的了解，本文系统的介绍了灌区河水水位的观测和河水测流量的测定方法。

河水水位；过水面积；河水面积；浮标系数；横断面；侧断面；水利者

灌区的大小河流水情都不稳定，有些常年不息地流淌，有些枯水季节断流，有些防汛季节全力防汛。为了合理的利用河水资源，就必须掌握河流的变化规律。

流水的变化主要表现为水位的升降、流速的快慢、流量的增减、泥沙的多少以及河水的水温和冰情变化等。水位，指一定地点、一定时间河水表面的高度，它是以某一点作为水位基面（即水位零点）进行量算的。水位基面一般分绝对基面和测点基面两种：一是绝对基面是以某海口的平均海平面为标准进行计算的，我国目前河流水位都是以黄海的青岛零点为标准；测点基面是为了便于在河流上就地观测和计算，通常在观测地点最低枯水位以下0.5～1 m处作为零点的。但是在应用这种观测资料时，须根据测点基面和绝对基面的关系，将其换算成统一的绝对高程。水位的涨落一般是在观测点用水尺或自记水位计进行观测的。二是水位观测水文中最重要的项目之一，其它一系列水文要素的计算均受水位资料的影响，根据不同时间水位的记录，可以绘出一条某河流的水位历时曲线，从曲线上可以清楚的看出该点全年水位变化情况：流速，指单位时间里水流前进的距离；流速在河流横断面上是不均匀的，底层水流由于受河床摩擦力作用，流速较小；流速由水底向水面递增，但水面受空气的摩擦，流速减小，而最大流速在水面稍下一点的位置。从横向分布来说，两岸流速最小，河心流速最大；纵向流速多运用流速仪（旋杯式或旋浆式）进行观测。在基层，流量是单位时间内通过某一断面的水的体积，流量常用单位是1 m3/s。

在修建拦河闸、水库塘坝河沟渠时，必须精确计算河渠的流量，现介绍既实用又科学的测量方法，以供农村水利者参考。

一、用水面浮标测定河水流量

这种方法是用能在水面上漂浮的木板或干燥秫秸瓤等物，测出水面平均流速，再测出设置在水渠上的横断面过水面积，通过计算求得流量。具体方法如下：测流横断面：测流的河道一般要选在比较顺直，深度和宽度变化不大，没有直流汇入和杂草较少的地方。测流河段一般取50～100 m，其中需设2个辅助断面（上、下断面）和一个测流断面（中断面），在中断面处河岸一侧打上木桩，作为计算测流断面上各点距离的起点。施测前，先在中断面上拉一根绳子（每隔1 m系一标记），当浮标经过中断面时，用测探杆测出这一点的水深，并记录测深点到木桩的距离，以便画出河道的横断面和计算过水面积。

二、测流量

在水面上＜50 m时，可由3人分别站在上、中、下3个断面上。上断面，人在断面稍上处投放浮标，并发出浮标经上断面的信号，中断面处的人看计时表，根据上下断面发来的信号，记录浮标经过上断面的时间。

浮标一般都按水面宽度均匀投放，数目可视水面宽度而定。水面3 m以下者，放1～2个；5～10 m者，每3 m放1个；10～50 m者，每5～8 m放1个。投放时，应从一岸陆续放到另一岸，每次放1个，等第1个浮标经过下断面后再放第2个。

三、计算流量

（一）河道过水断面面积计算

根据测量时得到的水深和到木桩的距离，绘制中断面图，然后计算面积。

表1 参数表

表2 施测结果表

（二）计算水面平均流速（流速）

（三）虚流量

由于实测的水面平均流速偏大，不能代表全断面的平均流速，故按实测的水面平均流速计算的流量称虚流量。虚流量乘以浮标系数才是比较精确的实际流量。计算虚流量的方法是：Q′=SV,式中S为河道过水断面面积；V为水面平均流速。

（四）流量计算

流量Q=KQ，K为浮标系数，与风力风向有关，可参考表1确定。

例如：某河在用水面漂浮测流时，均匀投放，上下断面间距离50 m，施测结果如表2，试计算其流量。

上表中的（5）、（6）、（7）项是通过实用精确计算得到的。

表3 过水断面施测结果表

表中的部分平均水深是相邻两水深的平均值，部分面积则是部分平均水深与部分宽度的乘积。河道过水面积等于部分面积的总和，即

当容器不规则，计算容积较困难时，可称出整容器水的重量G，再按（r是1000 L/m3）换算出水的体积，然后再求流量。例如：一容器水的重量G=124 kg，流水时间为t=20 s，则水的体积，那就得出流量是

2011-03-11