水文站断面位置发生变化时如何确定警戒水位、保证水位的方法

水文站断面位置发生变化时如何确定警戒水位、保证水位的方法摘要:本文以鸭绿江流域八道江水文站为例,介绍了水文站建在同一河流的不同断面上时,重新确定各水文站警戒水位和保证水位的三种方法,并结合实际情况进行了分析。

关键词:保证水位警戒水位确定方法
近年来,随着经济建设的飞速发展,使得很多水文站房及测验设施有碍城市的规划、建设,重新确定各水文站保证水文和警戒水位,便成了水文新站的首要工作任务之一。

下面我们以鸭绿江流域八道江水文站为例,简述断面位置发生变化时的警戒水位和保证水位的确定方法。

1 警戒水位和保证水位的定义
警戒水位是指在江、河、湖泊水位上涨到河段内可能发生险情的水位。

警戒水位是防汛部门根据长期防汛抢险的规律、保护区重要性、河道洪水特性及防洪工程变化等因素,经分析研究并上报核定。

保证水位是根据防洪标准设计的堤防设计洪水位,相应流量为河道安全泄量或历史上防御过的最高洪水位。

保证水位的拟定是根据堤防规划设计和河流曾经出现的最高水位为依据,考虑上下游关系、干支流关系以及保护区的重要性制定的,经上级主管机关批准。

2 八道江水文站保证水位和警戒水位确定方法
2006年原八道江(二)站基本测验断面上迁4000米,改为新建八道江(三)站,同年新旧两站水文资料进行比测,并且需要重新确定防洪特征水位。

确定方法(1)根据八道江(二)站警戒水位和保证水位,用2006年两站的对比观测相关关系换算到八道江(三)断面,相应流量采用八道江(三)站大断面,用95年大水八道江(二)站的洪水比降,糙率进行计算;(2)根据八道江(二)站警戒水位和保证水位对应的流量,用面积比进行计算,相应水位采用八道江(三)站大断面,用95年大水八道江(二)站的洪水比降、糙率进行计算。

(3)用八道江(三)站河段堤防设计标准进行流量计算,采用八道江(三)站大断面,用95年大水八道江(二)站的洪水比降、糙率进行保证水位计算。

三种方法计算后,进行分析比较,采用合理的计算结果。

3 计算过程
方法一:
根据2006年两站对比观测分析报告,八道江(三)站水位对应八道江(二)站水位的相关关系方程为:y=1.23x-98.09。

八道江(二)站警戒水位和保证水位分别为465.00m和467.00m,计算八道江(三)站水位为473.86m和476.32m。

根据1995年大水洪水调查资料,河段比降为17.0(万分率),糙率为0.024,依据据八道江(三)站大断面资料计算特征水位的流量:由曼宁公式:
得,八道江(三)站警戒水位和保证水位对应流量分别是1040m3/s 和3535m3/s。

方法二:
八道江(二)站警戒水位和保证水位对应流量为800m3/s和2500m3/s,八道江(二)站流域面积1424平方公里,八道江(三)站流域面积为1306平方公里,计算八道江(三)站警戒水位和保证水位对应流量为724m3/s和2290m3/s。

根据1995年大水洪水调查资料,河段比降为17.0(万分率),糙率为0.024,根据八道江(三)站大断面资料,由曼宁公式:
得,八道江(三)站警戒水位和保证水位分别为473.43m和475.22m。

方法三:
根据堤防设计资料,八道江(三)站上游拦河闸处河段堤防设计为
30年设计,50年校核。

30年设计水位水位481.08m,对应流量为2260m3/s;50年校核水位481.76m,对应流量2710m3/s。

拦河闸在八道江(三)站上游,由于位置不同,水位无代表性。

采用30年标准的设计流量进行保证水位计算,对应流量用曼宁公式计算。

八道江(三)站保证水位为475.19m。

4 代表性分析及结论
从上节流量计算及水位计算比较分析,方法一用水位相关,因为比测年份为小水年份,水位比测幅度较小,造成高水误差较大,并且用实测资料计算的特征水位对应的流量大于下游,建议作为参考。

方法二用面积比法计算的流量和堤防设计流量接近,计算结果水位仅相差3cm,由于采用实测资料计算,成果可靠。

结果见表1。

根据上表,建议警戒水位采用473.50米,对应流量775m3/s,保证水位采用475.20米,对应流量2270m3/s。

见表2。

5 结语
目前,我省多处水文站有着30～50年的站龄,站房破旧、测验设备亟待改造,很多水位站面临着测验断面的迁移工作。

新站保证水位和警戒水位的确定,必须以科学的论证方法,不仅要最大限度的满足水利工程建设和水资源开发利用的需要,还要确保下游人民生命和财产的安全,因此,新站确定保证水位和警戒水位是至关重要的。