冰峪沟站水深流速系数分析

王连华

（辽宁省大连水文局，辽宁 大连 116023）

1 测站概况

冰峪沟水文站是国家基本水文站，集水面积240 km2，位于辽宁省大连庄河市仙人洞镇英那河村姜家堡子，黄海岸水系英那河，担负着辽东半岛中东部抗旱防汛情报的发送和水文水资源勘测的任务。该站观测项目有：水位、流量、泥沙、降水、冰情、水质、水准测量、土壤墒情、水文调查等。负责向国家、松辽委及省、市防汛抗旱指挥机构报送雨水情信息。

2 分析目的

河道流量是反映水利资源和江河湖库水量变化的基本资料。流量测验的目的是要取得天然河流及水利工程地区河道经调节控制后的各种径流资料。流量是水文站测验中最重要的数据之一，尤其是洪峰流量及其重要。通过洪峰流量的计算及预报可以及时地为下游地方政府部门提供可靠的依据，做出科学的预判及时调度。流量的测验方法很多，目前国内外普遍使用的是流速面积法。流量测验时要在测流断面上选取若干条测速垂线，在每条测速垂线上还要选取若干个测点进行测速，以求得垂线平均流速。但在一些特殊情况下，不能测到垂线上其他点的流速，只能测得水面或0.2水深流速，乘以相应的系数求得垂线平均流速，算出断面相应流量。大洪水时期，由于水面容易受大量漂浮物的影响，同时中泓及水面浮标测流较不实用，故采用0.2水深测流既能满足测验要求又能保证人员安全，所以分析0.2水深系数是相当有必要的。分析流速系数，目的在于提高流速仪施测流量的幅度，抢测较大洪水，缩短测流历时，确保流量测验质量；充分发挥水文缆道测流的在实际工作中的潜在作用；同时也为采用浮标系数提供了依据，并改变以往采用固定经验系数的做法。

3 断面情况

该站水文测验条件较好，河段顺直长约1 000 m，洪水期主流居中、河道比降大、水流急、中水时水面宽约为75 m。基上约10 m处有一小河沟、汛期有水汇入，基上约700 m处是冰峪沟旅游区一拦河水坝，高水时水由坝上跑，基下约1 000 m处有一急弯，断面控制良好。河底由中、小型河卵石组成，河床左岸为岩石，右岸草皮及小柳树。断面稳定，没有冲於现象。

4 资料情况

根据冰峪沟站2012年不同水位级流量实测资料整理分析，选取水深在0.33～2.36 m之间，垂线平均流速在0.58～1.76 m/s之间的8次流量33条垂线分析，数据代表性良好，数据能够满足线性要求。今后随着工作的深入，资料的增多，对所分析的成果，将做进一步的验证和充实。

5 分析方法

均值法：用每个样本的垂线平均流速与0.2水深流速的比值得出每个样本的系数k=v/v0.2，见表1，最后统计出均值为0.86。

表1 冰峪沟站0.2水深流速系数分析统计表

这种分析的方法可能考虑不周，或者受其他因素的影响，用回归分析法检验。用0.2水深流速为横坐标，垂线平均流速为纵坐标，通过点群中心画一条直线，做相关图，确定回归方程。由可见，点子集中分布于直线两侧，通过相关系数可以看出，两者相关性非常好。

表2 冰峪沟站0.2水深流速系数分析表

从表2中可以看出，回归方程与均值法是一样的，所以我们可以确定0.2水深流速系数是可靠的，可以应用于推流计算。

6 流速系数的检验

为了验证流速系数的准确性，按照各次实测流量，用0.2水深流速系数逐次推求流量，并与实测流量型资料进行对比，计算的相对误差绝对值在±4.0%以内。见表3。

表3 流速系数分析实测流量与推求流量分析表

由表3中得知：在选用的20次计算时段中，相对误差绝对值小于±4.0%以内的有19次，站总数的95%，只有一次由于流量值较小，相对误差有点大。但成果符合要求，可以用于计算流量。表明0.2水深流速系数的计算精度极高，计算结果是可靠的。

7 结论

1）通过对0.2水深流速系数的分析，可以看出在一定流速的范围内0.2水深流速系数是比较准确可靠的。

2）为了防止高水洪水暴涨暴落对流速仪的影响，不影响测验，高水流速仪测点相对较少，所以对资料代表性可能有一定影响。

3）今后随着河流的特性及断面控制的变化，今后仍将积累更多的数据，做好0.2水深流速系数的分析验证工作。