运河水文站流量测验的落差指数法分析

运河水文站流量测验的落差指数法分析|学术研究v_China Science & Technology Overview
王勇成李沛
(江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏徐州221006)
摘要：选取运河水文站2020年实测流量资料进行落差指数法分析，发现滩上集站至运河站测验河段落差在0.4m以上时，基本 水尺断面水位Z与校正流量因素q具有较好的相关关系。

通过计算机模拟定线，可以实现运河水文站高效推流，为平原河道的高洪流 量测验工作提供有益借鉴。

关键词：落差指数法；计算机模拟；推流
中图分类号：P33 文献标识码：A 文章编号：1671-2064(2020)23-0154-02
1.河道、测站基本情况
中运河北起山东台儿庄、南至江苏淮安市，全长 196k m,经邳州市滩上（赵墩镇)、珈口（邳城镇)、运河 镇至新沂市窗湾镇附近注入骆马湖，境内长56.1k m。

沿 岸有陶沟河、西珈河、不牢河、分洪道、城河、官湖河、六保河、房亭河等支流。

中运河河底高程16m〜20m,比降为1/10000。

运河水文站位于江苏省邳州市运河镇前 索家村，是淮河流域运河水系大运河上的国家重要水情控 制站，该站以上集水面积为6524k m2。

主要测报项目有：水位、流量、降水、蒸发、比降、泥沙、水质等。

该站历 史上实测最高水位26.42m,实测最大流量3790m3/s，皆发生在1974年8月。

2.资料选用
本次流量测验数据全部来源于运河水文站缆道测流 以及A D C P测流，水位数据来源于运河站上游滩上集水 位站、本站基本水尺断面水位。

分析主要使用上下游落 差在0.40m以上的流量测次进行分析。

2020年运河站符 合分析条件的流量测次共30次，所分析资料的水位处于
表1 2020年运河水文站落差指数法分析表格
施测号数基本水尺断面水位Z(m) Z-23 (m) 滩上集水位(m) 水位差(m)流量(m3/s) q q_相对误差29223.440.4424.250.8115201660.71455.014.1% 29323.740.7424.670.9315301577.41650.7-4.4% 29823.580.5824.140.5610601352.31543.7-12.4% 33023.380.3824.240.8613101395.71418.3-1.6% 33123.680.6824.78 1.1017101642.91609.9 2.1% 33224.06 1.0625.38 1.3221501913.41882.9 1.6% 33324.12 1.1225.45 1.3323202058.11929.1 6.7%
34323.990.9924.770.7816701853.71830.0 1.3% 34423.720.7224.270.5513201696.81637.0 3.7% 34523.640.6424.250.6113201624.61583.1 2.6% 34623.700.7024.390.6914701717.91623.4 5.8% 34723.720.7224.420.7015101754.01637.07.1% 34823.580.5824.020.4410401468.21543.7-4.9% 35623.830.8324.320.4911201511.21713.6-11.8% 35723.840.8424.320.4811001497.21720.7-13.0% 35923.780.7824.200.4210101454.01678.4-13.4%
收稿日期：2020-10-27
作者简介：王勇成（1980—)，男，江苏连云港人，本科，工程师，从事水文测验及站网管理工作。

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/学术研究
23.38m 〜24.56m ,流量处于 1010m 3/s 〜2530m 3/s 。

具 体分析资料见表1。

3. 定线方法及定线成果
主要是收集有较大流量时河段的落差，根据实测流 量，通过计算机模拟定线，建立基本水尺断面水位Z 与校 正流量因素q (q /AZp )的相关关系，并根据相关关系的好 坏确定落差指数P ，再由公式推求的校正流量因素q 乘以
AZ '从而得到落差指数法推求的理论流量将实测 流量推出的q (g /AZ p ：)与线上算得的 < 进行对比，得到相 对误差的均值P 、实测点标准差Se 以及置信水平为95% 的随机不确定度X ；这三个指标是否符合规范要求，通过
符号检验、适线检验、偏离数值检验3种方式检验关系曲 线，判断落差指数法定线推流的精度是否符合规范要求。

2020年共搜集落差点据30个，发现测次编号为292 的测点与线上测点分布总体趋势相比，明显呈现落差偏 小、流量偏大的现象，初步推测是流速脉动或瞬时水位缺 乏代表性等原因导致测验误差w ，故不参与本次定线误差 统计。

测次编号为298、357、359三个测点因与线上测 点分布总体趋势相比，明显呈现流量偏小的现象，初步推 测是流速脉动等导致测验误差11]，故不参与本次定线误差 统计。

本次定线误差统计：系统误差^ =0.9% ;实测点标准
差Se =5.0% ;置信水平为95%的随机不确定度Xq '=10% ; 根据水文资料整编规范SL 247-2012中表3.3.2-1的水力 因素法定线精度指标[2]，本次定线系统误差P 与置信水平 为95%的随机不确定度全部达到资料整编规范一类精度 站的要求。

根据水文资料整编规范SL 247-2012中对符号 检验、适线检验、偏离数值检验的相关要求'本次定线 符合规范要求。

4. 推流方法及后续需要完善的工作
推流方法：根据计算机模拟公式，具体见图1，由基
本水尺断面水位先推求校正流量因素q ，由滩上集站和运河 站的实时水位求得河道上下游落差AZ ,在符合AZ > 0.4m 时，使用公式Q =q X A Z p 推求流量。

后续需要进一步完善 的工作：在符合AZ > 0.4m 的水情时，需要继续搜集基本 水尺断面Z 为23.50m 、23.90m 、24.30m 左右的落差指 数法定线点据进一步完善关系曲线。

图1运河水文站落差指数法分析(Z-23)〜q 相关图
5.效益展望
滩上集站与运河站水位可以由遥测水位计方便获取。

根据本次定线成果，在符合A Z > 0.4m 的水情时即可推 流，流量获取方式具有速度快、精度高、可靠性强、节省
人力物力等明显优点，可以为平原河道高洪流量测验工作 提供有益借鉴。

参考文献
[1]刘东生，陈松生,魏进春，等.GB 50179-2015,河流流量测验规范 [S].北京:中国计划出版社,2015.
[2：|刘东生，陈松生,赵蜀汉，等.SL 247-2012,水文资料整编规范 [S].北京:中国水利水电出版社,2012.
Analysis of the Fall Index Method in the Discharge Test of the YunHe Hydrological Station
WANG Yongcheng,LI Pei
(Xuzhou Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Jiangsu Province, Xuzhou Jiangsu 221006)
Abstract:Selecting the measured flow data of the Canal Hydrological Station in 2020 for the drop index method analysis, it is found that when the measured water level difference between the Tanshang Ji Station and the Canal Station is more than 0.4m, the basic water gauge section water level Z has a good correlation with the corrected flow factor q . Through the computer simulation of the route, calculating the flow can be achieved effectively, and it also provides a useful reference for the high flood flow tests of the plain rivers.
Key words:drop index method;computer simulation;calculate the flow
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