杭嘉湖平原水文巡测感潮河水量分析实践与探讨

2012-07-02潘悦宾

浙江水利科技 2012年2期

关键词：落潮潮汐水文

潘悦宾

(嘉兴市水文站,浙江嘉兴 314000)

杭嘉湖平原水文巡测是一项重要水文工作,感潮河的水量分析是其中一项复杂而又繁重的工作。根据所处河段、测流设备的不同,存在着多种水量统计的方法。

1 杭嘉湖巡测简介

1.1 巡测概况

杭嘉湖平原水文巡测目的是为计算杭嘉湖东部平原整个河网的进出水量,了解和掌握浙江省与江苏省、上海市交界线的水量交换情况。巡测工作于2001年重新恢复以来,已经走过了10 a的历程。10 a来,巡测工作受到了各级政府的高度重视,并且通过各级水文部门的努力,巡测资料完善可靠,在防汛抗旱、水资源调度等社会决策中发挥了重要的数据支持作用。

杭嘉湖巡测建立了入湖、北排、东排、钱塘江、东苕溪5大巡测线(见图1)。每一条巡测线均由几个巡测基点站及若干巡测断面组成,用于推算全年的进出水量。

图1 杭嘉湖巡测线分布示意图

1.2 巡测基点站的分类

在杭嘉湖巡测工作中,河网河道以嘉兴市秀洲区与嘉善县的行政交界为划分点,北排线秀洲段向西为清水河;北排线嘉善段、东排线为感潮河。

巡测基点站,根据所处河道流态的不同,分为清水河站、感潮河站2种类型。

清水河站河道主要受降水及上游来水影响,流态相对单一,如入湖线的杭长桥站、北排线的乌镇站等。

感潮河站河道流态较为复杂,在受降水、上游来水影响的同时,还受黄浦江潮汐顶托的影响,每天出现2次涨潮2次落潮的往复流过程,如北排线的陶庄站、东排线的青阳汇站等。

2 感潮河水文分析方法

杭嘉湖巡测感潮河水量分析主要采用:①统计逐日进出水量法,简称水量法,如北排线的陶庄站、丁栅闸站。是以每日0时为界,计算其24 h内的进水量、出水量;②统计逐潮涨落潮量法,简称潮量法,如东排线的池家浜站、青阳汇站。是根据感潮河潮汐规律为分界依据,计算逐个涨落潮过程中相邻两憩流时间点之间的潮量。

3 水文分析方法特点分析

3.1 单位水量统计分析对比

水量法通过数学累计的方法,以每日0时作为分界点,对24 h内的所有流量样本的正负分别进行累积统计,再依据正负代表该断面流量的进出情况,求出该站日进水量、日出水量。

潮量法是以潮汐水文特性为水量统计分界依据。以涨落潮转换的憩流时间为分界点,对区间内的流量样本进行累积,依据正负所代表该断面的涨落情况,求出1个涨潮或落潮过程的涨潮量或落潮量。

青阳汇站水量法、潮量法单位水量计算过程原理对比见图2。

3.2 月年统计分析对比

水量法由于采用0时分界,因此其统计的月年进出水量与实际相同。而潮量法由于其分界时间点与0时不相同,因此其统计值与月年进出水量会有所偏差。青阳汇站2010年水量法、潮量法的统计值对比分析成果见表1。

图2 单位水量计算过程原理对比图

表1 青阳汇站2010年水 (潮)量对比统计表

通过表1的对比分析,2010年青阳汇站水量法与潮量法统计水量值基本相符,二者偏差率在-0.5%～0.5%。

分析偏差产生的原因,潮量法月统计的起始点为月初0时后的涨落潮憩流时间点,结束点是月末24时后的憩流时间点,因此月末24时至结束点的水量与月初0时至起始点的水量之差,即为水量法与潮量法统计的偏差值。

3.3 方法特点对比

水量法统计相对简单、直观,也常应用于清水河站的水文分析。

潮量法主要是过去受人工测流条件、设备的限制,无法进行全天实时监测,通过对感潮河的水文分析与多年实践,采用实测全潮流法、代表潮法、3次平均流量法、潮汐因素法等多种方法与全潮平均流量建立相关关系,涨落潮憩流时间采用高低潮位时分,进而推求潮量值,是固定式声学多普勒测速仪应用前感潮河站潮量推流的主要方法。潮量法统计需要具备一定的水文专业知识和感潮河推流经验,由于逐潮憩流时间的不同,首先需要寻找憩流时间,再根据不同的涨落潮历时来推算潮量,计算过程相对复杂。

通过2种方法的对比分析,可以看到:

水量法以24 h/d作为间隔,不仅统计间距均等且更符合日常使用习惯,统计值也容易被大众所理解应用。但是水量法没有考虑潮型转换、憩流等潮汐水文特性,其成果无法反映完整的潮汐过程。且感潮河由于流量变幅较大,水量法必须运用高密度测流才能满足精度需要。

潮量法根据感潮河的潮汐特性进行水量分析,其成果反映了潮汐过程,能方便地运用于各类水文专业分析中;但其统计成果一般难以直接应用于实践,需要2次数据加工。在巡测工作实践中,杭嘉湖平原感潮河还存在“全落潮”的特殊情况,即当小潮汛或洪水期由于潮汐影响的减小,无法发生涨潮而导致落潮持续几个潮期的水文现象。由于全落潮无法在数据上实行判别,计算的落潮量实际为几个潮期的合并量,必须人工插补符号进行分隔,增加了工作难度并容易引起计算误差。