付艳红,刘 宏,徐 岩
(吉林省水文水资源局白城分局,吉林 白城 137000)
在流量测验工作中,比降面积法是当采用客观条件十分困难,或常规测验设备被洪水损毁,或开展巡测、间测得测站,洪水超出允许水位变幅以外,或超出测洪能力,无法用流速仪、浮标法测流时,采用的一种方法。采用这种方法除了以断面较稳定为前提外,上下比降断面间距是影响比降观测精度的重要因素,合理确定上下比降断面的间距是一项关键性的工作。
《水文测验手册》规定采用下式计算上下比降断面间距
式中 △z—为比降水位观测误差,mm;△s—为比降观测允许误差,%。采用△s=10%;△z为河段1 km的落差,mm。
GB50179—93《河流流量测验规范》规定的计算上下比降断面间距公式,是由下式演变而来的。
在计算水面比降标准差时,s(Zg),m,L都是已确定的值,而每公里落差△z是变化的,所以每次流量测验都会求得一个水面比降标准差s(s0)。确定上下比降断面间距属于前期设计工作,对测站来说,△z可取中水位的平均值△z,s(s0),应取水面比降观测允许误差,GB50179—93《河流流量测验规范》规定取ss(s0)=7.5%,这样式(2)可改写为
如果将水面比降观测允许标准差改为允许不确定度,即 Xs=2ss(s0),m,s(Zg)分别用 sm和 sz代替,则有
这就是GB50179—93《河流流量测验规范》规定的计算上下比降断面间距公式。
式中 Ls—为比降断面间距,km;△z—河道每公里长的水面落差,mm,宜取中水位的平均值;Xs—比降观测允许的不确定度,可取15%;sm—水准测量每公里线路上的标准差,mm,视水准测量的等级而定,三等水准为6 mm ,四等水准为10 mm;sz—比降水位观测的误差,mm。
由式(3)可知,当 ss(s0),s(Zg),m 给定时,对于不同测站,上下比降断面间距Ls是△z的函数,也可以说是中水位平均水面比降的函数。假设ss(s0)=0.075,s(Zg)=5 mm,m=10 mm,上下比降断面间距与比降的关系见表1。
从表中不难看出,比降面积法适应于水面比降较大的测验河段,比降越大,上下比降断面间距越小,比降越小,上下比降断面间距越大。在实际工作中,要根据测站的基本情况,切合实际合理的确定上下比降断面的间距。
表1 比降断面间距与比降关系表