杜红星
江苏省水文水资源勘测局南通分局 江苏南通 226000
摘要：本文对焦港闸2013年，实测水位、流量资料进行整编，同时分析了该测站特性和定线方法，计算打印出日最高最低水位、大断面成果表、实测流量成果表，流量三项检验表等成果。最后将计算成果与刊印成果作了比较，进行了水量计算。经合理性检查分析成果满足规范要求，精度可靠。
关键词：水位、流量关系、特征值分析、合理性检查
1 流域概况
如皋市焦港闸属平原河道，流域长江。为平原水网地区，河流众多、地势平坦、植被良好，有水土流失现象。闸上、下游河段均为人工开挖，河段顺直，河底平整。上游有较多的人工开挖的二、三级河。左岸为块石驳岸，右岸有坍塌现象，不够稳定。河床为沙土质淤泥，较稳定。水位涨落受闸门控制。
2 测站概况
如皋市焦港闸是沿江的一座中型节制闸，位于如皋市境内焦港河的入江口处，距长江约2.5公里，于1957年7月建成投入使用。东经：120°29′，北纬32°05′。本站于1958年5月19日由江苏省水文总站设立为水文观测站。焦港闸于2011年11月整体上迁1.1Km，2013年1月正式使用。该闸为平底闸共5孔，闸孔净宽44米，闸底高程-2.50米（废黄河口基面），设计最大排水流量242立方米每秒，设计平均引水流量47立方米每秒，瞬时最大引水流量497立方米每秒。主要承担如皋西部高沙土地区372平方千米及海安西部高沙土的排涝和引水灌溉任务，全长46公里。该闸为二级建筑物，100年一遇设计，200年一遇校核。
测验断面位置：闸下游水尺断面距闸35米，闸下游水尺断面距闸25米，测流断面距闸970米。
3 测验方案
焦港闸因受长江潮流的作用，属感潮堰闸类型。引水过程是利用长江涨潮流水位超过堰闸内河水位时，开闸引水，其流量过程受潮汐的作用随时间的变化较大。因此流量测验的方案采用实测引水过程中各时段的瞬时流量，按各时段实测流量值计算一潮引水量。
感潮堰闸的潮流量定线方法根据SL20-92《水工建筑物测流规范》有关技术规定，引水流量采用《一潮推流法》。即每次引水应在闸上与闸下平水时开闸和关闸，闸门须提出水面。呈淹没堰流的出流状态。用潮汐要素与一次开闸引水的平均流量、最大流流量建立相关关系定线推流。即：
ΔZZ^3Q，式中符号表达为：
Δz=Z-Z开：为一次开闸引水过程中的有效波高。开闸开始时闸上稳定水位Z开与引水过程中的闸上最高水位Z之差值。
Q：为一潮引水平均流量。
Qm：为一潮引水最大流量。
3.1 电算情况：
在电算推流计算中，用插值法推算的流量，包含着人工定线和插值计算两种误差。用一元三点插值推算流量，只要节点选得合理，就能满足规范的精度要求。一元三点插值是根据插值数值邻近的三个节点构成抛物线数学模式进行计算，若相邻两分区间的二阶差商比较接近，则插值误差小，反之误差大。一元三点插值能按抛物线型对推流曲线进行高低水位延长，但节点过少，容易产生误差，尤其测站在低水时往往水位流量关系曲线变率大，因此，低水位处的节点摘录要较密，保证误差在规范允许的范围内。
3.2 资料情况：
现选2013年的焦港闸水文站水位、流量资料，由于焦港闸站断面简单，水位、流量关系为单一线。
（1）、焦港闸流量三项检验表，见附表1
（2）、水位——一潮引水平均流量关系曲线图，见图1。
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4 水位资料整编
水位资料整编的工作内容主要包括：
（一）遥测数据的处理
（二）校核原始记录及各项特征值
（三）水位资料的插补
（四）水位资料整编图表的编制
（五）水位的合理性检查
（六）编写水位资料整编说明
4.1 日平均水位计算：
日平均水位的计算方法主要有：算术平均法及面积包围法两种。
本站用面积包围法，公式：Z=1/48[Z0Δt1+Z1（Δt1+Δt2）+Z2（Δt2+Δt3）+……+Zn-1(Δtn-1+Δtn)+ZnΔtn],需要说明的是，由于面积包围法精度相对较高，因此“规范”规定：以面积包围法求得的日平均值作为标准值，用其他方法求得的日平均值与标准值相比，其允许误差一般为不大于2厘米。
5 流量资料整编
流量资料整编的主要工作环节有两个，一个是定线，一个是推流。
5.1 感潮闸影响出流流量的水力分析因素
感潮闸引、排流量的大小和变化，是随着潮汐涨落、增减，以及上游来水、闸门开启情况等因素而变化。
影响本站出入流的主要因素有高（低）潮位、有效潮差、开闸开始水头和闸门开启情况等，在推求闸出入流时，必须根据本站的特性作具体分析和选用。
如何进行一潮流量的测验，用较少的测次，控制全潮流量的变化，并满足计算一潮水量的需要。根据多年测验和精测的分析平水后１５－３０分钟测第一次。高潮前由于水位、流速、流量变化大，斜率陡，高潮后变化较缓。因此测次分布高潮比较密，高潮后则相反。具体分布如：一潮３－5个测次则前２后１、前３后２。根据一潮历时的长短而定，每个测次之间基本等时距，而最大流量一般出现在高潮前１５－３０分钟内与最大流速有关。如何确定高潮出现的时间，大部分用前一天的高潮时间推算第二天的高潮时间，同时并将风向、风力的影响一并考虑。这样就能测好每潮、各个测次控制一潮全过程。这样定的线能够具有代表性。所以从测验的时间上，2013年３月至10月共测20潮，从测点由小到大的分布，都应具有以上的要求，这样它具备了代表性。
水位流量关系曲线的分析：
由于受上游开关闸及其它水力因素的影响，本站的ΔＺＺ高３～Ｑ呈单一曲线型。符合测站特性，线型合理。
(1) 编制实测流量成果表：
2013年焦港闸水文站资料整编成果中，实测测流成果20次。并将其按照规范的要求，编制成实测流量成果表。
(2) 编制实测大断面成果表，并绘出大断面图。
6 合理性分析：
6.1 水位合理性分析：
本年水位资料符合测站特性。
6.2 流量合理性分析：
本年度共测20潮，基本满足了定线所需要求，用此20个点子定线，并用实测流量与线上所查流量进行误差统计。一潮平均流量100%的点子误差在8%之内，最大误差为7.9%。标准差为3.1%。并对流量进行三项检验，①符号检验0.00＜1.15合理。②适线检验0.67＜1.28。③偏离数值检验%0.56＜1.73合理。④标准差为3.1%。关系曲线推流的延长，由于本年度最大流量已测到，无需向上延长，而下步的延长只占全部变幅5.9%。完全符合要求。所以该线满足各方面的要求，达到了定线合理的要求。
参考文献：
[1] 朱晓原，张留柱，姚永熙.水文测验实用手册[M].中国水利水电出版社，2013.
[2] 水文资料整编规范[M].中华人民共和国水利部，2012.
[3] 牛占，水文勘测工[M].黄河水利出版社，2011.
论文作者:杜红星
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/19
标签：流量论文; 水位论文; 误差论文; 断面论文; 资料论文; 成果论文; 水文论文; 《防护工程》2018年第10期论文;