运河水文站流量测验的落差指数法分析

（江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏徐州 221006）

1.河道、测站基本情况

中运河北起山东台儿庄、南至江苏淮安市，全长196km，经邳州市滩上（赵墩镇）、泇口（邳城镇）、运河镇至新沂市窑湾镇附近注入骆马湖，境内长56.1km。沿岸有陶沟河、西泇河、不牢河、分洪道、城河、官湖河、六保河、房亭河等支流。中运河河底高程16m～20m，比降为1/10000。运河水文站位于江苏省邳州市运河镇前索家村，是淮河流域运河水系大运河上的国家重要水情控制站，该站以上集水面积为6524km2。主要测报项目有：水位、流量、降水、蒸发、比降、泥沙、水质等。该站历史上实测最高水位26.42m，实测最大流量3790m3/s，皆发生在1974年8月。

2.资料选用

本次流量测验数据全部来源于运河水文站缆道测流以及ADCP测流，水位数据来源于运河站上游滩上集水位站、本站基本水尺断面水位。分析主要使用上下游落差在0.40m以上的流量测次进行分析。2020年运河站符合分析条件的流量测次共30次,所分析资料的水位处于23.38m～24.56m,流量处于1010m3/s～2530m3/s。具体分析资料见表1。

表1 2020年运河水文站落差指数法分析表格

3.定线方法及定线成果

主要是收集有较大流量时河段的落差，根据实测流量，通过计算机模拟定线，建立基本水尺断面水位Z与校正流量因素q(Q/ΔZβ)的相关关系，并根据相关关系的好坏确定落差指数β，再由公式推求的校正流量因素q乘以ΔZβ，从而得到落差指数法推求的理论流量Q推，将实测流量推出的q(Q/ΔZβ)与线上算得的q'进行对比，得到相对误差的均值、实测点标准差Se以及置信水平为95%的随机不确定度Xq'这三个指标是否符合规范要求，通过符号检验、适线检验、偏离数值检验3种方式检验关系曲线，判断落差指数法定线推流的精度是否符合规范要求。

2020年共搜集落差点据30个，发现测次编号为292的测点与线上测点分布总体趋势相比，明显呈现落差偏小、流量偏大的现象，初步推测是流速脉动或瞬时水位缺乏代表性等原因导致测验误差[1]，故不参与本次定线误差统计。测次编号为298、357、359三个测点因与线上测点分布总体趋势相比，明显呈现流量偏小的现象，初步推测是流速脉动等导致测验误差[1]，故不参与本次定线误差统计。

4.推流方法及后续需要完善的工作

推流方法：根据计算机模拟公式，具体见图1，由基本水尺断面水位先推求校正流量因素q,由滩上集站和运河站的实时水位求得河道上下游落差ΔZ,在符合ΔZ≥0.4m时，使用公式Q=q×ΔZβ推求流量。后续需要进一步完善的工作：在符合ΔZ≥0.4m的水情时，需要继续搜集基本水尺断面Z为23.50m、23.90m、24.30m左右的落差指数法定线点据进一步完善关系曲线。

图1 运河水文站落差指数法分析(Z-23)～q相关图

5.效益展望

滩上集站与运河站水位可以由遥测水位计方便获取。根据本次定线成果，在符合ΔZ≥0.4m的水情时即可推流，流量获取方式具有速度快、精度高、可靠性强、节省人力物力等明显优点，可以为平原河道高洪流量测验工作提供有益借鉴。