河北省沧州段引黄输水损失分析

冯书仓,贾艳梅

(河北省沧州水文水资源勘测局,河北沧州 061000)

1 项目基本概况

1.1 引黄济津工程简介

为解决海河流域下游天津、沧州、衡水等城市饮用水问题,在每年的秋、冬、春季节自黄河下游位山引水闸放水,黄河水经位山三干渠至临清市南穿卫倒虹吸入河北邢台境内,经临清渠、清凉江进入沧州市境内,再由清南连渠入南运河,在泊头市北8km处,由代庄引水闸通过大浪淀引水渠为大浪淀水库输水;其余黄河水经南运河北上,至天津九宣闸,进入天津境内,为天津城区供水。分析河段选取泊头市交河镇绘采于站至南皮县冯家口镇代庄站,是清南连渠和南运河部分河段组成,区间河长 42.8 km。

1.2 灰色系统

灰色系统理论是 20世纪 80年代,由中国华中理工大学邓聚龙教授首先提出并创立的一门新兴学科,它是基于数学理论的系统工程学科。主要解决一些包含未知因素的特殊领域的问题,它广泛应用于农业、地质、水利、气象等学科。本文是应用灰色系统中灰色关联度,分析输水损失率和水位、流量、过水总量、和历时的关联度。

2 资料说明

本次选取引黄济津代庄(南)站,和绘采于站的实测资料,其中水位选取代庄(南)站一次输水期间平均水位,历时选取一次输水期间代庄(南)站的过水时间,由于此河段区间含有其它引水情况,流量选取一次输水期间绘采于站的日均流量,过水量选取一次输水期间绘采于站的总过水量。损失率利用下面计算公式:

表1 历年引黄济津“绘采于—代庄站”实测资料表

3 灰色关联度分析方法

关联度分析是灰色系统模型中一种分析方法,灰关联度分析性质实质上曲线几何形状的差别,因此将以曲线间差值的大小,作为关联度的尺度,对于一个参考数列 X0,有好几个比较数列 X1,X2,X3,…Xn的情况,可以用下述关系表示各比较曲线与参考曲线在各点(时刻)的差。其计算公式:

式中:ξi(k)是第 k个时刻比较曲线 x1与参考曲线 x0的相对差值,这种形式的相对差值称为xi对x0在k时刻的关联系数。0.5是分辨系数。|称为两级(两个层次)的最小差。第一层次最小差 Δi(m in)=m in|x0k(k)-xi(k)|是指在绝对值差|x0(k)-xi(k)|中按按不同 k值挑选其中最小者。

4 数据计算

把历年引黄济津“绘采于—代庄站”实测资料表进行排号整理得到表 2。

表2 历年引黄济津“绘采于—代庄站”实测资料整理表

无量刚化数据处理,用是初始值化处理方法,是指所有数据均用第 1个数据除,然后得到一个新的数列,这个新的数列即是各不同时刻的值相对第一个时刻的值的比。处理后数据得到表 3。

表 3历年引黄济津“绘采于—代庄站”实测资料无纲量化数据处理表

5 数据分析

利用公式计算得到关联数列详见表 4。

表4 各因素灰关联度统计表

通过比较可以看出输水损失主要原因是和流量变化关系明确,流量增大输水期间决堤、开口几率会增大,跑水、弃水导致损失增大,历时长短主要是影响地下水的渗漏,因为历时和损失率相关联程度较弱些,所以输水损失和地下渗漏关联程度稍差些。

6 建议

通过上面分析可以主要是跑水、弃水是导致损失的主要原因,而影响地下渗漏的主要因素的水位和输水历时,和损失率相关较为弱些。

因此在今后的引黄输水过程中,为减小损失率,可以适当减小流量,增大输水历时。其次增加巡查力度,加固堤防,杜绝跑水、漏水现象。

[1]邓聚龙(2002).灰理论基础.武汉:华中科技大学出版社.

[2]吉文平.河渠渗漏补给规律和计算方法的探讨[J].地下水,2007,05.[3]河北省引黄输水年鉴(1994-2004合订本).

[4]陈冬青.引黄济津沧州境内输水监测报告(2009-2010).