深圳新洲河受工程影响下水文测验方案初探
2012-06-27朱喜华彭艳华王志琴
邹 舟,朱喜华,彭艳华,王志琴
(1.长江中游水文水资源勘测局,武汉 430012;2.长江工程职业技术学院,武汉 430212)
1 概 况
深圳新洲河自梅林水库溢洪道出口开始,由北向南穿过市区,最后汇入深圳湾海域。河道全长7 850m,其中明渠3 000m余,另外4 000m是隐藏在地底下的箱涵,流域面积约20km2。
新洲河水文站为新洲河入汇深圳河口的干流中游控制站,测验河段顺直,其断面上游约300m和下游约700m处分别有1座主要受人工控制的滚水闸坝。中低水水面宽约10m,河道为梯形明渠硬化河床,河道底坡变化平缓。水流自北向南,常年为顺流。
新洲河断面稳定,河槽硬化,两岸边坡植有草皮,水位流量关系主要为河槽控制。该水文站为不受潮汐影响的天然河道站,水位过程的最大特点是暴涨暴落。2010年,断面上下游分别建滚水闸坝各1座,水位流量关系主要受洪水涨落和上下游滚水闸坝开、关的双重影响,点据较散乱,主要呈临时曲线、绳套。为此,必须制定新的测验技术方案。
目前,新洲河定期连续水文测验项目有:水位、流速、流量、悬沙、悬颗、床沙、水温、雨量。
2 流量测验技术方案
(1)大断面(水道断面)测量:一般每月初实测水道断面1次,采用钢尺丈量或交汇法确定起点距,水深采用湿绳长法或悬杆施测。其它测次水上部分借用实测断面成果、水下部分均为实测。
(2)流量测验测次布置以能满足水位流量关系曲线定线、推求日平均流量为原则。采用临时曲线或连实测流量过程线法整编的,测次分布要求控制流量变化转折点。全年为单一线,两测点间距及高低水外延均不得超过20%。
(3)一般情况下采用悬杆流速仪法施测流速,特殊情况下采用浮标法施测。新洲河是雨洪河流,平时流量以生活污水为主,暴雨则水势大、涨落急剧,尤其是翻板闸启动时。因此平时水浅、流速慢,采用测深杆常规流速仪法测流,暴雨期漂浮物过多,流速仪无法正常工作或水深流速较大时,采用斯德克电波流速仪StallkerⅡSVR测流。
流速仪法测速垂线数一般不少于5条,当河宽小于50m时不少于3条;垂线测点分布当水深>5.0m时按3点法施测,水深≤5.0m时按2点法施测。测点测速历时一般60~100s,特殊水情适当减少测速历时。
斯德克电波流速仪StallkerⅡSVR施测按流速仪法测流的垂线布置。
(4)当发生稀遇水情采用水力学法计算断面流量。河道糙率根据相近时间的流速仪法实测流量成果按谢才公式计算,或者根据河流情况查阅有关规范确定。
3 测洪实施方案
深圳河水系的水雨特性表明,径流站枯季主要来水为城市工商业废水和生活污水,由于水位低,变幅小,流量变化不大,上游闸关闭,下游闸开启,水从闸坝上面溢流而下;一般采用流速仪施测,其流量以历年对比变化不大。
汛期来水主要为降雨汇流,水位暴涨暴落,流量变化大。上游闸开启,下游闸关闭;以及下游闸开启,上游闸关闭冲沙排污,不能使用流速仪测速,在保证安全的同时采用斯德克电波流速仪StallkerⅡSVR施测流速,计算断面流量。
表1、表2分别是2011年、2012年5、6、7月中高水不同来水情况所施测的流量。
表1 新洲河2011年5、6、7月实测流量表
2011年上游闸坝常年关闭,下游闸坝常年开启,水位流量关系主要为河槽控制,全年水位流量关系为单一线加临时过渡曲线。2012年由于河流治理,河流两岸平整,河床平滑,河道糙率也相应发生变化,再有上、下游闸坝开启,改变了河流自然流态和流量的时空分布,使在同级中、高水位水位下流量增大。实施新的测验方案,其结果见图1、图2。
表2 新洲河2012年5、6、7月实测流量表
图1 新洲河站2011年水位~流量关系曲线图
图2 新洲河站2012年1-7月水位~流量关系曲线图
4 结 语
本测流方案所采用的技术手段,能够及时在枯季和暴雨时期的不同来水进行流量施测,有效地控制流量变化转折点的合理发布,为取得准确有效流速、流量资料提供可靠的技术手段。