安马水文站流速系数分析

覃瑜慧

（河池水文中心宜州水文中心站，广西 宜州 546300）

1 测站基本概况

安马水文站位于河池市宜州区安马乡安马社区，属国家基本水文站，是珠江流域西江水系中洲小江控制站，属二类测验精度水文站。站址下距龙江汇河口19 km，集水面积2111 km2，主要测验项目有：水位、流量、降水、蒸发等；安马站测验河段顺直、河床稳定、主流稳定，河段两岸为U 型峡谷，河宽大约在40～100 m 之间，河床由岩石夹粗卵石组成，两岸为沙质土，有低矮灌木、杂草，河流断面高水无分流、无漫溢。下游200 m建有普通桥梁1座，下游400 m新建有公路桥梁1座，下游25 km处建有叶茂水电站。

2 分析的意义和目的

安马水文站受上游来水影响，当上游河水汇入时水位涨率急剧，若仍采用多点法施测，测点流速将增加测速历时，势必影响流量过程测验，使测验精度无法得到保证，同时，中高水时安马站河面浮物较多，若采用五点法施测，不利于安全。综合考虑，本站开展0.2、0.6 相对位置流速系数分析，以此率定系数，在保证测验精度的情况下，当测速垂线水深较小或大洪水期间为抢测洪水，采用0.2、0.6相对水深位置测速来解决前面所提到的测验问题。

3 分析过程

3.1 流速系数的确定方法

根据《河流流量测验规范》（GB50179-2015）对流速系数确定的规定要求，对畅流期流速系数K0.2、K0.6按下列要求进行率定工作。

（1）畅流期0.2、0.6 m水深流速系数，采用五点法测速资料分析确定，利用垂线平均流速与0.2、0.6 m 水深测点流速进行对比分析，经多次分析后确定0.2、0.6 m水深流速系数K值。

（2）0.2、0.6 m 水深的流速为垂线各测点的实测值。

（3）流速计算方法。①一点法：Vm=KV0.2Vm=KV0.6；②五点法：Vm=0.1×（V0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0）

式中：Vm为垂线平均流速；K为相对水深处的流速系数；V0，V0.2，V0.6，V0.8，V1.0分别为相对0、0.2、0.6、0.8、1.0 m水深垂线流速。

3.2 资料收集情况

随机选取2018年安马水文站在低中水采用精测法测得的流量资料3 份，流量采用水文缆道悬挂流速仪施测，测速垂线8～10 条，测速历时100 s。本次分析选用的实测资料样本（见表1），表内对各次流量中每条垂线进行了相关分析。

3.3 分析方法

表1 安马水文站水面流速系数与0.2、0.6 m水深流速系数分析统计表

3.3.1 回归分析法

以0.2 m 相对水深流速为横坐标，以垂线平均流速为纵坐标作相关图，R2=0.981，两者相关较好（见图1）。

图1 安马水文站0.2 m相对水深流速～垂线平均流速相关图

对回归方程和简化后的函数式进行偏离误差检验，分析结果见表2。

表2 函数关系检验表（0.2 m相对水深流速系数）

以0.6 m相对水深流速为横坐标，以垂线平均流速为纵坐标作相关图，R2=0.991，两者相关较好（见图2）。

图2 安马水文站0.6 m相对水深流速～垂线平均流速相关图

对回归方程和简化后的函数式进行偏离误差检验，分析结果见表3。

表3 函数关系检验表（0.6 m相对水深流速系数）

3.3.2 均值法

通过每个样本的垂线平均流速分别与水面流速及0.2、0.6 m相对水深流速的比值，得出每个样本的V/V0、V/V0.2、V/V0.6，最后统计出均值，经计算，水面流速系数均值为0.92；0.2 m相对水深流速系数均值为0.91；0.6 m相对水深流速系数均值为0.98。

3.3.3 实测流量计算

0.2、0.6 m 相对水深流速系数采用平均值法和回归分析法的平均数对流速进行计算，分析结果见表4。

表4 2018年4月～2019年5月安马站流量测验分析表

通过表4我们可以看出，0.2 m采用流速系数为0.90；0.6 m采用系数为1.0，所计算得出的流量符合整编规范《水文资料整编规范》（SL247-2012）中的定线误差标准，说明0.2、0.6 m的水深流速系数具有代表性，成果可靠，可以采用。

4 结论

通过对2018年的3 个样本进行分析计算得出0.2 m水深流速均值系数为0.91，相关分析得出系数为0.90，取两者平均得出系数0.90；0.6 m 水深流速均值系数为0.98，相关分析得出系数为1.04，取两者平均得出系数1.0。