摘要：流量为河流测量过程中的重要水文指标。在进行水文测量的过程中时，主要可以采用涉水流速仪和小浮标进行测量。本文结合某河道的水文测量情况来不断地简化测量站水流测量，并采用修建固化断面的方式进行测量。通过有效地分析，最终得出了可以运用水位信息来求得测量的次数和目的。如果水位处于133.80m以上，就可以在最短的时间内恢复河道的天然形态，并更好地恢复洪水测量。应该说，固化断面建设能够使得上游测量的断面变得相对较为稳定。相比于未修建固化断面时，则流量测量的精度也会有所提高。
关键词：固化断面；水文测验；应用方法；探讨策略
引言：
当河道处于不同断面情况时，其水流的流态、水位和河床都会发生变化。从实际情况来看，河道固化断面的变化甚至会改变水流的形态和河道河床的形态。甚至也会让河床的形态变得更加多样化。本文结合实际案例，具体分析河道固化断面在水文测量中的应用探讨。
1.河道固化断面的概述
河道固化断面指的是已经形成的断面，主要是由纵断面和横断面组成。其中，纵断面主要指的是沿着横断面内部河床的最低点来测量出中线以上地形的变化和转折的变化。通常如果以河长作为横坐标，高程作为纵坐标，就可以直接绘制出纵断面图。
河槽中某处垂直于流向的断面被称为位于河流处的横断面。横断面的下界为河底，上界为水面线，两侧则主要由河槽的边坡组成[1]。河道固化断面中的横断面又被称为水断面，它也是计算流量的重要参数。一般而言，河道固化断面都会在水文测量的过程中发挥着重要的作用。
固化断面就是在河道符合测验条件的顺直河段垂直流向方向采用工程措施，将河道下垫面固定为规则形状而形成的断面。固化断面能有效改善测流条件，有利于水位流量呈稳定关系。
2.某河道案例概述
2.1某河道概述
某河道属于一级支流，上游分北南两支，全长 46.2km。发源河流全长 47.5km。两支河流于河流水文站上游约 １３０ｍ处汇合成河流，河水水文站设立于1960年5月，集水面积706ｋｍ２，距离河口 7.0km。水文站以上北支流，河道比降1.15%。水文站以上南支流河道，河道的比例已经降到 1.18%，河槽宽浅，河床质为沙卵石。全部为低山丘陵面积。东西两支河流的长度、流域形状、流域面积均相似。
2.2某河道固化断面概述
目前，河道水文站测验的河段为复式断面，其枯水的主流处于偏左岸的位置，中间水面宽度将保持在150m的距离，高水水面的宽度达到了348m。主要的河道和河床主要是由粗沙和卵石组成，两边的沙地则主要是由沙壤土构成的。如果突然面对洪水暴涨和暴落的现象，则断面内部会出现较大的冲淤变化。在实际测量的过程中主要采用涉水流速仪和小浮标仪器进行测量，并配合水文缆道测量、浮标测量和比降法进行测量。正是因为河流水文站内部的集水面积相对较小。如果突然出现降水，其降水的情况也较为频繁。河道水文站测量的任务也相对较为繁重。
为了能够减少低水时流量测验的次数。某河道水文站早在2012年就在基本水尺断面的下游10m的位置来修建固化断面，具体断面主要为梯形断面，尺寸如下：梯形底部的宽度为3.89m，顶部宽度为5m，高度为0.3m，边坡的长度为0.65m，边坡和底板的夹角将会保持在150度，其固化断面的厚度将被控制在0.54m.迎水面底板将会高出河底0.3m.整个固化断面顶部的高程为133.80m。
3.固化断面流量测验分析
3.1分析方法
固化断面作为新兴的水工建筑物测流工具，需率定综合流量系数。根据某河道子站自由堰流情况，公式采用：
Q=C1BH（3/2） （1）
这是测量固化断面流量时最常用的分析方法。其中的C1为综合流量系数，本身也是流量系数和侧收缩系数的结合体。B则主要为堰顶的宽，H则主要为堰上水头。
从上述的公式可以看出，流量Q将会随着堰上水头内部的H不断地变化。H则和上游水位z有直接的关系，z则会和Q形成单一的关系线。在合理水位范围内，水位z和流量Q会有直接的关系[2]。大家可以通过运用算式1来计算出C1值，之后再绘制出z-C1曲线。
3.2分析过程
通过运用某站点来测试流量资料，并去除超过固化断面最大流量测试次数和受冰情况的影响，并全面地分析水位和流量之间的关系。经过分析之后，表1显示了水位和流量之间的关系。
通过将公式和相邻断面流量不变的原理相互结合，也就能够推出固化断面综合流量系数C1值，并反应出H和z之间的关系。
Q=C1Bz（3/2） （2）
表1 实测流量与水位之间的关系
4.固化断面对原有断面产生的变化
4.1断面冲淤变化
固化的断面部分在高于河床0.3m的位置，其河床很容易产生淤积。如果固化断面处于水文站测流断面下游10m的位置时，则水文站测流断面也容易发生淤积，河床的组成部分也会发生变化。
原来的粗沙和卵石会发生变化，原来较硬的河床也会变软。又因为固化的断面处于高于河床0.3m的位置，固化断面的下游则容易出现跌水现象，从而使得下游断面出现冲刷现象[3]。但是，如果上游断面淤积的断面达到断面迎水面底板高度的时候，就不会出现淤积的现象，河床最终就会变得稳定下来。
4.2断面比降变化
在任意一段河段上，其河床落差和长度之比就可以被定为为河床比降。其计算的算式为：
I=（H2-H1）/L=（Dh/L）×100%。
式子中的I表示河床比降，H2为河段起点和终点河床的标高，m以及d为河床的落差，L则为河段长。
当修建固化断面之后，其河段的必降会发生变化。不仅河底会被抬高，而且断面上游的河床落差会减少，河床的比降就会因此减少。固化断面下游断面的地步会高于天然河床的底部，从而出现跌水的现象。断面下游产生的冲刷现象会使得下游河床的落差得以加大。最终，河床的比降也会变大。
5.结束语
本文先对河道固化断面进行分析，并对固化断面流量进行测量和分析。事实也证明，固化断面对原有断面产生的变化。固化断面也确实在水文测量的过程中发挥着重要的作用，适合在未来更好地被推广。
参考文献：
[1]戴清，胡健，周文浩 . 渭河下游河道冲淤规律及断面形态变化研究.［J］人民黄河，2017（5）：159-164
[2]朱岐武，赵信峰 . 黄河下游花夹高河道断面法冲淤变化分析［J］．黄河水利职业技术学院学报，2017（5）：139-143
[3]陈孟荣，彭杨 . 黄金埠电厂一期工程取水河段泥沙模型试验［J］. 武汉大学学报（工学版），2017（5）：196-203
论文作者:侯宇琨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：断面论文; 河道论文; 河床论文; 测量论文; 流量论文; 水文站论文; 水文论文; 《基层建设》2019年第13期论文;