三汊水文站过水能力曲线浅析

2017-09-01方星萍

中国绿色画报 2017年8期

关键词：浅析

方星萍

【摘要】：根据国家发展委、水利部对2012～2013年度中小河流水文监测系统的安排，水利部下达给湖北省孝感市2012～2013年度建设任务为新建三汊、堰口等14个中小河流水文站。

孝感市中小河流众多、地形地貌复杂、暴雨洪水突发性强、防洪工程措施比较薄弱，必须建立非工程措施与工程措施相结合的防灾减灾体系，水文监测和预报预警作为重要的非工程措施，在监测预警、提前预报、防灾减灾等方面起着关键作用，加强全市中小河流水文监测能力建设非常迫切和需要，现以三汊水文站为例对中小河流水文站过水能力曲线进行分析。

【关键词】：三汊水文站；过水能力曲线；浅析

1、基本情况

三汊水文站位于湖北省孝感市孝南区三汊镇五一村，地处长江流域汈汊湖水系府澴河下段，流域集水面积239k㎡，观测项目：降水量、水位、流量，向省、市、县各级防汛主管部门报汛，属孝南水文局所辖。

三汊镇隶属于湖北省孝感市孝南区，位于孝南区东南部。东与祝站镇接壤，南与毛陈镇共水（王母湖），西与新铺镇交界，北与西河镇、杨店镇毗邻，东距武汉天河机场26km，西距孝感市中心12km。110省道、汉孝大道横贯本镇，京珠高速、汉十高速公路穿境而過。

该站测验河段位于府澴河下段，站房建于左岸堤防地段，作为新建巡测站建设，为孝感城区和武汉天河机场提供防汛安全支撑与保障。测验河段顺直，为单式河槽，宽浅式河道，中高水主槽宽度约90m，无岔流、串沟、逆流、水草等。

2、流量过水能力曲线分析

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—断面平均流速；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。

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）*L

n]/（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 过水能力曲线分析

过水能力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。