段晓研
(新疆克拉玛依供水公司 834000)
某水利工程渠道全长214km,渠道纵坡1/1000~1/4000,渠道断面形式为平底梯形或弧形底梯形,渠深4m,渠底宽3m,边坡1∶1.75,承担沿线3个灌区的分水任务。
为更好地满足给沿线灌区适时、适量输水,以及沿线灌区对分配水量精确度的要求,该水利工程对干渠渠道进行了水位流量测验,以便为渠道运行管理提供准确科学的依据。
该渠道共有8个水位流量测验断面,分别布设在渠道各分水闸下游、各分水支渠以及水库出库渠道等顺直渠段上,顺直渠段的长度均大于150m,测验断面水流稳定,无分流、岔流、斜流、回流、死水等现象,并且水流无大波动和异常紊动。
采用面积—流速法对渠道水位流量进行测验。为了提高流速测量精度,管理人员采用LS25—1型旋浆式流速仪,用三点法对各水位流量测验断面测定流速,每个测验断面,依据水位高低不同,布设5~7条测速垂线,在各测速垂线上分别按3点法,在0.2、0.6、0.8倍的水深处测速,其结果与1点法(即流速测点相对位置在水面以下0.6倍的水深处)的测速结果进行对比,发现两种方法的测速结果基本一致。说明1点法测速能够满足测量要求,并且1点法测速可以缩短测速时间,因此在该渠道采用1点法测速。
用上述方法测得横断面相应垂线瞬时平均流速与相应的单宽面积,乘积为单宽流量,对应各单宽流量之和即为断面瞬时总流量。根据实测流量成果,即可点绘出水位流量关系曲线。
为验证水位流量关系曲线的正确与否,对渠道8个水位流量测验断面的水位流量关系曲线,按《水文测验规范》分别进行符号检验、适线检验和偏离数值检验3种检验。
经分析发现,除了水库出库水位流量测验断面外,其他水文测验断面控制良好,各级水位流量关系均保持稳定,水位、流量关系点子较密集,90%以上测点与关系曲线偏离相对误差小于±5%,各断面关系稳定,无冲淤变化,水位、流量关系点子分布及定线误差限度符合单一曲线法要求,均为单一曲线。水库出库水文测验断面水位流量关系紊乱,各级水位流量关系不稳定,共率定出5条临时曲线。
水库出库水文测验断面为现浇混凝土板梯形断面,渠道内未产生断面冲淤现象,但是该水文测验断面上下游500m内渠壁上均生长有苔藓。苔藓长距离大量生长,就会发生壅水,使渠底比降减小、渠道湿周糙率增大,致使同一级水位的流量也减小,是造成水位流量关系不稳定的主要因素。
在水文测验中发现,4月下旬至6月上旬,苔藓生长缓慢,水库出库水位流量关系为不受苔藓影响的一条稳定曲线;6月下旬至9月,苔藓不同程度地发育,水位流量关系点分布紊乱,定出4条临时曲线,见下图。
从图上看出,水库出库测流断面因受苔藓不同时期、不同发育程度的影响,使关系点不同程度地分布在不受苔藓影响的水位流量关系曲线的左侧,并不断向左偏移,导致同一级水位的流量变小。
水库出库断面水位流量关系曲线图
由此可见,苔藓的生长对水库出库流量的影响是有规律可循的,苔藓一般生长于初夏,其发育与当地水温、气温有关,并且其影响程度在一定时期内相对稳定,可在各个不同发育程度的相对稳定时期内,分别定出临时曲线。
对于受苔藓影响的水文测验断面,要想提高测验精度,就要在苔藓生长变化较大时期内,适时增加流量测次,及时发现水位流量关系曲线变化时间。另外,渠道内的淤积、冲刷、糙率以及渠道在长期运行中出现不同程度的变形等因素,都会对水位流量关系产生影响,应根据工程实际情况,及时对水位流量关系进行校核,使水文测验精度不断提高。
该渠道经过几年的水文测验,基本上掌握了渠道各断面流量变化规律,水位流量测验结果可直接用于渠道运行管理中,对今后渠道运行管理有一定的使用价值。■