白霓桥水文（二）站流速垂线精简方案分析

（长江中游水文水资源勘测局崇阳水文站，湖北 崇阳 437500）

1 测站概况与流量测验情况

白霓桥水文（二）站地处鄂东南山区，为国家基本控制站，即控制陆水水库小港北支大市河水情的基本站。其流域面积为215km2。属典型的山溪性小河测站，来水主要源于断面上游降雨量。在断面下游2.5km处与高堤河汇合后约流经3km入陆水水库，在出口下游34km有陆水水库水利枢纽控制。该站建站于上世纪60年代初期，其主要任务是为陆水水利枢纽运行、调度服务和国家收集基本的水文资料以及为地方防汛抗旱提供水文信息。

该测验河段顺直，长度约800m，河宽50m。河床由粗沙、卵石组成，稍有冲淤变化。两岸为陡坎，特大洪水来临时（水位达61.20m以上）会出现漫滩。断面上游约500m处右岸有桂泉河入汇；断面下游约30m有两墩三孔公路桥1座（混凝土质），桥顶孔高程60.75m，故当水位达到此高程时桥身阻水，对断面流速产生一定的影响，在陆水水库水位较高时本断面受顶托影响，在不受顶托影响时水位流量为单一的水位流量关系。从断面到下游50m处两岸为块石护坡。2006年在断面下游约320m处修建公路桥1座，对测验有一定的影响。近年来，由于水体不断恶化产生富营养化，引起测验河段水草增多，严重影响低水流量测验。

该站的流量测验方法根据测站任务书要求，一般采用水文缆道流速仪法施测，低水时期在临时断面或本断面采用流速仪法涉水施测，当缆道失去控制无法采用流速仪法施测时，在断面上下游设立的浮标上下断面和浮标中断面采用浮标法施测，流量的测验方法满足规范要求。

该站流量测次分布情况一般采用单一线法均匀布置流量测点，适当考虑涨水面和退水面的对称性，水位流量测点间距满足规范要求。当陆水水库水位较高而出现顶托影响时，按绳套要求布置测点。但考虑到多数测验时期该断面河宽小于50m，测速垂线却和测深垂线一样多。即11线0.6处相对位置一点法，测深垂线与测速垂线完全重合。尤其是在中低水时期，测速垂线需要精简的问题就此浮现出来。

2 精简方案的确定及误差分析

根据《河流流量测验规范》中第4.2.1条规定：测速垂线的布设宜均匀分布，并应能控制断面地形和流速沿河宽分布的主要转折点，无大补大割。该站2008～2012年上半年的大断面见图1。

图1 白霓桥水文（二）站多年大断面图

从图1中可以看出，无论是岸上还是水下部分，断面的变化均较小，尤其水下部分无较大转折，垂线的精简可间断等长挑选。按目前任务书要求，该站的常规测验测深、测速起点距均为11线，采用相对位置0.6处一点法测流，漫滩后滩地根据情况布线施测（见表1）。

表1 测深测速垂线布设表

根据间断等长挑选方法，提出两种方案，精简垂线的起点距分别是：

方案一：14m、22m、30m、38m处的垂线测速；方案二：14m、26m、34m、42m处的垂线测速。

本次分析根据以上两种方案取用2007～2011年共计79次流量资料进行重新计算。由于只精简4条垂线的测速部分，精简前后的流量资料宽深比没有任何变化，符合任务书根据规范定出的要求。将两种方案精简前后流量进行对比，相对误差统计见表2。

从表2中的数据可知，2011年两种方案的误差相当；2008年至2010年方案二优于方案一；2007年则是方案一优于方案二。综合五年数据分析的结果是方案二优于方案一。从表3还可以看出，流量的相对误差不超过±3.0%的累积频率两种方案分别达到42%和51%；不超过±5.0%的累积频率分别达到61%和69%；不超过±8%的累积频率分别达到71%和75%。系统误差分别为-3.1%和-1.7%。

根据《水文测验手册》规定：精简后算得的流量与精测流量相比，其误差值符合表3的规定，同时面积误差不超过±3.0%时，即该测流方案可作为经常性的测流方法（即常测法）。

3 结论

据以上分析得出，该测流精简方案与精简前相比尚不符合《规范》的误差要求。考虑到测流方案为11线一点法（即每线的间距为4m）已属基本合理；虽断面河床较为稳定，但春夏季断面的水草生长茂盛，增加了断面的糙率，给流量变化带来一定的影响，因而不能将该站断面与人工渠道等同考虑。垂线的精简方案在此站尚不能展开。由此可知，白霓桥（二）站目前的测流方案尚属较合理的测验方案。

表2 精简前后流量相对误差统计表

表3 常测法的误差限界