長(zhǎng)江口潮流量測(cè)驗(yàn)的歷史與現(xiàn)狀

錢(qián) 峰 郭忠良 徐 滸 唐敏炯

(長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江口水文水資源勘測(cè)局,上海 200136)

長(zhǎng)江口潮流量測(cè)驗(yàn)的歷史與現(xiàn)狀

錢(qián) 峰 郭忠良 徐 滸 唐敏炯

(長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江口水文水資源勘測(cè)局,上海 200136)

回顧了長(zhǎng)江口潮流量測(cè)驗(yàn)的歷史,指明常規(guī)的測(cè)驗(yàn)儀器與方法無(wú)法保證長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定地收集長(zhǎng)江口基礎(chǔ)水情資料,潮流量整編更無(wú)從談起。在應(yīng)用新一代聲學(xué)多普勒流速剖面儀ADCP后,通過(guò)研究和實(shí)踐,確定了代表線(xiàn)的位置,建立了平臺(tái)和浮標(biāo)潮流量遙測(cè)系統(tǒng),解決了長(zhǎng)江入?？诔绷髁繉?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和潮流量資料整編的難題,獲得了2005～2010年潮流量整編成果,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,體現(xiàn)了“科技是第一生產(chǎn)力”的深刻內(nèi)涵。

流量測(cè)驗(yàn);潮流量;流量整編;長(zhǎng)江口

1 測(cè)驗(yàn)河段概況

1.1 地理位置

長(zhǎng)江入海段流經(jīng)江蘇省的無(wú)錫、泰州、蘇州、南通等4市以及上海市,總體呈三級(jí)分汊、四口入海的河勢(shì)格局,見(jiàn)圖1。上段為澄通河段,上起江陰鵝鼻嘴,下至徐六涇,河道全長(zhǎng)約96.8 km,由福姜沙汊道段、如皋沙群段及通州沙汊道段組成;徐六涇以下至口外50號(hào)燈標(biāo)處,長(zhǎng)約181.8 km,平面呈扇形。崇明島在此將長(zhǎng)江分為南支和北支,南支在吳淞口以下被長(zhǎng)興、橫沙等島分為南港和北港,南港又由九段沙分為南槽和北槽。

長(zhǎng)江口寬闊的江面、海陸雙向的潮流,造就了復(fù)雜的水流動(dòng)力條件,人類(lèi)在認(rèn)識(shí)和掌握長(zhǎng)江口河床演變規(guī)律和特點(diǎn),探討發(fā)展趨勢(shì),以及開(kāi)展長(zhǎng)江口地區(qū)的綜合開(kāi)發(fā)治理時(shí),迫切需要了解其水文泥沙運(yùn)動(dòng)特性。因此,長(zhǎng)江口潮流量與輸沙率的測(cè)驗(yàn),就顯得尤為重要。

圖1 長(zhǎng)江口河勢(shì)

1.2 潮流河段的水文現(xiàn)象

潮汐在大洋生成后,潮波沿著入海河道溯流而上,由于河道向上游逐漸變窄,水深變淺,阻力增加,以及徑流壓迫等,潮流上溯速度逐漸減小,愈向上游,潮差愈小,漲潮歷時(shí)愈短;到一定地段后,當(dāng)上溯潮水流速與下泄徑流流速相抵時(shí),潮水停止倒灌,此為潮流界。但此時(shí)河口仍有壅高現(xiàn)象,潮波繼續(xù)上溯,當(dāng)波能不斷消耗直至波幅為零的區(qū)段時(shí),即為潮區(qū)界,此處的水位不再受潮汐的影響[1,2]。

在不同的季節(jié),長(zhǎng)江口的潮流界和潮區(qū)界的位置亦不同。洪水期遇小潮汛時(shí),徑流作用強(qiáng),潮流界和潮區(qū)界的位置均下移;枯水期遇大潮汛時(shí),徑流作用較弱,潮流界和潮區(qū)界的位置則會(huì)大幅度地上移。實(shí)測(cè)資料表明,在枯水期(此時(shí)大通流量為10 000～20 000 m3/s),潮流界的位置在南京長(zhǎng)江大橋以上至蘇皖交界附近;在平水期(大通流量在30 000 m3/s左右時(shí)),潮流界的位置在鎮(zhèn)江至南京一線(xiàn);在洪水期(大通流量在40 000 m3/s以上時(shí)),潮流界的位置一般在江陰附近;而在汛期的小潮時(shí)段,潮流界的位置則退至徐六涇附近。

長(zhǎng)江口潮流呈往復(fù)流態(tài),在漲落潮交替時(shí),水流會(huì)轉(zhuǎn)換方向,且在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)潮水會(huì)停止流動(dòng),將其稱(chēng)為憩流。潮流與水位的漲落一般不同步,在潮汐低潮后,水位已上漲,但水流依然流向口外,即漲潮落潮流;水位繼續(xù)上漲,水流開(kāi)始流向上游,即漲潮漲潮流;漲潮至高潮后,水位開(kāi)始下降,但水流依然流向上游,即落潮漲潮流;以后水位繼續(xù)下降,水流開(kāi)始流向口外,即落潮落潮流。潮汐河段水流的這種復(fù)雜運(yùn)動(dòng),使其水文情勢(shì)比非潮河段要復(fù)雜得多,其潮流量的測(cè)驗(yàn)方式和整編技術(shù)也比非潮河段要困難得多。

1.3 測(cè)驗(yàn)斷面與水文要素

如圖2所示,徐六涇水文斷面呈不對(duì)稱(chēng)的“W”型,寬5.82 km,主槽寬約 2.35 km,主深槽偏右岸,最深點(diǎn)達(dá)-48.0 m(吳淞基面,以下同)。左灘寬約2.0 km,其中新通海沙寬約1.3～1.4 km,沙體與北岸之間有新通海沙夾槽,夾槽-5.0 m,等高線(xiàn)寬約0.3 km。右灘寬約1.2 km,水深較左灘深,是白茆小沙夾槽的進(jìn)口上端。

長(zhǎng)江口河段潮汐性質(zhì)為非正規(guī)淺海半日潮類(lèi)型,徐六涇水文斷面處于洪水期潮流界以下,徑流、潮流均強(qiáng)勁。斷面主槽以南,底質(zhì)為淤泥質(zhì)亞粘土,抗沖擊性較強(qiáng);主槽以北為粉砂,易起動(dòng)。20世紀(jì)90年代以前,徐六涇斷面的漲落潮含沙量均較高,2003年以后,隨著上游來(lái)沙量的大幅度降低,徐六涇斷面的落潮含沙量也明顯下降[3]。

圖2 長(zhǎng)江口徐六涇水文斷面形態(tài)與測(cè)驗(yàn)設(shè)施布置

2 測(cè)驗(yàn)儀器與方法

2.1 測(cè)驗(yàn)儀器

在潮流量測(cè)驗(yàn)中,所采用的測(cè)量?jī)x器一般可分為轉(zhuǎn)子式和非轉(zhuǎn)子式兩大類(lèi)[4-6]。

(1)轉(zhuǎn)子式流速流向儀是根據(jù)水流對(duì)儀器轉(zhuǎn)子的動(dòng)量傳遞而工作。1961年,在仿制和改進(jìn)的基礎(chǔ)上,我國(guó)定型生產(chǎn)了LS68型旋杯式流速儀以及后期研制的LS78型和LS45型兩款旋杯式流速儀,這3種儀器主要適用于中、低流速環(huán)境。1983年以后,我國(guó)又先后研制出了能夠適應(yīng)高流速、高含沙量的LS25-3型系列旋槳式流速儀和ZSX-1型、ZSX-2型流速流向儀。

(2)非轉(zhuǎn)子式流速儀包括時(shí)差法超聲波流速儀、電波流速儀、超聲波多普勒流速儀、聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)等。①時(shí)差法超聲波流速儀的自動(dòng)化程度較高,既可重復(fù)快速測(cè)量、取平均,以消除偶然誤差,也能方便地判斷正逆流,適用于潮汐河段的流量測(cè)驗(yàn);然而該儀器的測(cè)量精度不高,在較高流速和較高含沙量水流中的傳導(dǎo)性不好,只適用于中速和低含沙量的河流。②電波流速儀適用于巡測(cè)、橋測(cè),也可代替浮標(biāo)測(cè)流,是高洪測(cè)驗(yàn)的一種方式;但因其低速測(cè)量性能不佳,且僅能測(cè)到水流的表面流速,故不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的流速儀。③超聲波多普勒流速儀LSW-1為我國(guó)20世紀(jì)90年代研制的成型產(chǎn)品,其測(cè)速范圍大,測(cè)量速度快,探頭無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,可長(zhǎng)期自記測(cè)流,適用于潮汐河流;然而由于該儀器尚屬于點(diǎn)流速儀,信號(hào)為有線(xiàn)傳輸,只能固定安裝,因此限制了該儀器的推廣應(yīng)用范圍。④聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)為流速、流量測(cè)驗(yàn)儀器的集大成者,與上述儀器相比,具有測(cè)驗(yàn)范圍更廣,收集信息更豐富,安裝更靈活等諸多優(yōu)勢(shì),目前正逐漸成為大江大河與海洋水文情勢(shì)調(diào)查的利器。

2.2 測(cè)驗(yàn)方法

常規(guī)的流量測(cè)驗(yàn)方法有浮標(biāo)法、水文纜道、船測(cè)、橋測(cè)等。浮標(biāo)法測(cè)流較為簡(jiǎn)單,適用于小型河流。水文纜道法是我國(guó)中小型水文站普遍采用的一種流量測(cè)驗(yàn)方法,長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局中游局研制的EKZ-1型纜道智能控制系統(tǒng),集測(cè)、控、算于一體,代表我國(guó)纜道測(cè)驗(yàn)的最高技術(shù)成就。橋測(cè)為在無(wú)基本水文情勢(shì)設(shè)施條件下的一種主要巡測(cè)方式。

長(zhǎng)江口地區(qū)因江面寬闊、風(fēng)大浪高、水上交通繁忙、大橋凈空高等原因,致使浮標(biāo)、纜道與橋測(cè)方式均不適用。因此,在這種情況下,傳統(tǒng)的水文測(cè)驗(yàn)?zāi)Ｊ街械拇瑴y(cè)就成為唯一切實(shí)可行的長(zhǎng)江口地區(qū)潮流量的測(cè)驗(yàn)方法。

長(zhǎng)江口潮流量的測(cè)驗(yàn)一般是施測(cè)少數(shù)幾個(gè)具有代表性的潮流期,如每月的大潮、中潮和小潮,從而來(lái)掌握部分潮流要素月、年的變化規(guī)律。對(duì)斷面流速、流向的施測(cè)一般是采用:①多船同時(shí)測(cè)流法;②一船多線(xiàn)法;③代表線(xiàn)法等。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行精簡(jiǎn)分析,找出若干條代表線(xiàn),分析并建立其與多點(diǎn)多線(xiàn)測(cè)驗(yàn)(精測(cè)法)的斷面平均流速的關(guān)系。

3.1 廠(chǎng)家長(zhǎng)期提供配件或技術(shù)，與當(dāng)?shù)鼐S修網(wǎng)點(diǎn)就定點(diǎn)維修及“三包”售后服務(wù)達(dá)成代理協(xié)議，三級(jí)網(wǎng)點(diǎn)逐步向二級(jí)以上綜合維修網(wǎng)點(diǎn)發(fā)展，向?qū)I(yè)技術(shù)含量高、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)的方向發(fā)展，向農(nóng)機(jī)4S店方向發(fā)展，形成產(chǎn)、銷(xiāo)、修結(jié)合服務(wù)一體化。

3 測(cè)驗(yàn)歷史

3.1 徐六涇水文站建站始末

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然演變,結(jié)合護(hù)岸保灘和灘涂圈圍工程的實(shí)施,目前長(zhǎng)江口河道寬度已大幅度縮窄,岸線(xiàn)崩退得到了初步控制,總體河勢(shì)正逐步向相對(duì)穩(wěn)定的方向發(fā)展。但由于長(zhǎng)江口河道仍較寬闊、水下暗沙眾多、水流動(dòng)力條件復(fù)雜、河道沖淤多變等,嚴(yán)重地制約了河口地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,因此必須進(jìn)行綜合治理[7]。

水文是河道治理和水資源開(kāi)發(fā)的耳目。1973年12月,長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室(簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)辦,現(xiàn)稱(chēng)長(zhǎng)江水利委員會(huì))著手建立長(zhǎng)江河口水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng);1978年,水電部以(78)規(guī)字第44號(hào)文批復(fù)長(zhǎng)辦可在河口段開(kāi)展觀(guān)測(cè)研究工作;1979年年底,建立長(zhǎng)江河口實(shí)驗(yàn)站(現(xiàn)長(zhǎng)江口水文水資源勘測(cè)局),自此,長(zhǎng)江河口水文觀(guān)測(cè)研究工作得到逐步開(kāi)展。徐六涇水文站位于江蘇省常熟市碧溪鎮(zhèn),1953年12月27日設(shè)立,1961年3月停測(cè),1981年9月11日由長(zhǎng)辦恢復(fù)為潮位站,1984年1月2日升為水文站,觀(guān)測(cè)至今。

3.2 測(cè)驗(yàn)歷史

為推求長(zhǎng)江口的潮流量和潮量,建立徐六涇水文站以后,長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局在潮流量的測(cè)驗(yàn)和資料整編方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和比較分析。1983～1984年,共進(jìn)行了98次單次流量比測(cè);1983～1987年,共進(jìn)行了6次全潮測(cè)驗(yàn)。采用的測(cè)驗(yàn)方法計(jì)有以下幾種。

(1)多船組錨定法。多船組錨定法即在測(cè)驗(yàn)斷面上選定的位置處錨定測(cè)船,選取大、中、小3個(gè)代表潮,每潮各垂線(xiàn)采用ZSX-2型流速流向儀,同步施測(cè)28 h左右以獲取流速、流向、水流泥沙量方面的資料。這種方法因水面寬布置的測(cè)線(xiàn)較多,因而需租借多艘測(cè)船,且需要投入大量的人力、物力和財(cái)力,因此只能將其作為臨時(shí)性的水文調(diào)查方法,而不能成為長(zhǎng)江口潮流量測(cè)驗(yàn)的常態(tài)方法。

(2)代表線(xiàn)法。根據(jù)1987年開(kāi)展的4次多船組錨定法全潮測(cè)驗(yàn)的資料,采用多元線(xiàn)性回歸方法,推求不同代表線(xiàn)組合形式的斷面平均流速。在1988～1991年的潮流量測(cè)驗(yàn)中,所采用的代表線(xiàn)法進(jìn)行潮流量的測(cè)驗(yàn)取得了一定的成果。但該方法依然存在耗資大、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大的缺點(diǎn)。

(3)DCY型動(dòng)船儀測(cè)流法。1983～1987年,在徐六涇斷面利用DCY型動(dòng)船儀測(cè)流法進(jìn)行潮流量的測(cè)驗(yàn),測(cè)速儀由常規(guī)的旋槳式流速儀改制,并將其安裝在懸桿上。該方法具有測(cè)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單、測(cè)驗(yàn)歷時(shí)短,并具有能夠連續(xù)施測(cè)的特點(diǎn),但因?yàn)樵摲椒ǖ臏y(cè)驗(yàn)精度存在著一定的誤差,儀器沒(méi)有定型產(chǎn)品,使用過(guò)程中故障較多等原因,而未能得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

(4)遙測(cè)平臺(tái)。1992年8月,徐六涇水文站2號(hào)平臺(tái)土建工程竣工,并于1995年3月完成了遙測(cè)系統(tǒng)的安裝工作。施測(cè)時(shí)采用的是南京水利水文自動(dòng)化研究所生產(chǎn)的非機(jī)械式LSW-1A型多普勒流速流向儀,經(jīng)與懸掛于同一深度的轉(zhuǎn)子式流速流向儀比測(cè)結(jié)果相比,發(fā)現(xiàn)該儀器流速偏小,流向不穩(wěn)定。長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局科研所對(duì)原方案進(jìn)行了調(diào)整,對(duì)多普勒接收機(jī)進(jìn)行了細(xì)調(diào),以提高其靈敏度。此后再一次比測(cè)表明,大流速流向穩(wěn)定的情況下誤差較小,而憩流附近由于水流條件紊亂,比測(cè)效果欠佳。后經(jīng)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)由于儀器一次儀表是采用深桿和懸索方式安裝,易受水草及漂浮物的纏繞,因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常。經(jīng)過(guò)1 a的試運(yùn)行后,因?yàn)闇y(cè)驗(yàn)的精度、安裝維護(hù)不便等原因,儀器損毀后就再未在2號(hào)平臺(tái)上安裝。

4 測(cè)驗(yàn)現(xiàn)狀

機(jī)械式流速流向儀雖然有準(zhǔn)確、穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于掌握等諸多優(yōu)點(diǎn),然而其不能自動(dòng)測(cè)量和存儲(chǔ)的缺點(diǎn)使測(cè)驗(yàn)自動(dòng)化無(wú)從實(shí)現(xiàn)。因此,采用一種穩(wěn)定的、受水生物影響小、能自動(dòng)長(zhǎng)期記錄的流速流向儀,一直是長(zhǎng)江口潮流量測(cè)驗(yàn)的終極目標(biāo)。1986年7月,原水電部水文局在江蘇省太倉(cāng)市瀏河鎮(zhèn)召開(kāi)的“1986～1990年長(zhǎng)江口水文實(shí)驗(yàn)站發(fā)展規(guī)劃”審查會(huì)上,確定了長(zhǎng)江口徐六涇水文站潮流測(cè)驗(yàn)的方向:引進(jìn)聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP),施測(cè)全斷面潮流量,并建立2條代表線(xiàn),施測(cè)流速、含沙量,據(jù)此建立線(xiàn)面關(guān)系,準(zhǔn)確掌握長(zhǎng)江口入海水量和輸沙量[8-14]。

在水利部水文司的支持下,徐六涇水文站1991年6月引進(jìn)了ADCP,并隨即開(kāi)展了開(kāi)發(fā)應(yīng)用攻關(guān)工作,在掌握了儀器性能與應(yīng)用后,與多船組實(shí)測(cè)流量系列進(jìn)行了對(duì)比分析評(píng)估。實(shí)現(xiàn)ADCP走航式潮流量測(cè)驗(yàn)以后,潮流量的測(cè)驗(yàn)成果能滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范的要求,然而只能將其測(cè)驗(yàn)成果整理成實(shí)測(cè)潮流量和實(shí)測(cè)潮量,尚不能滿(mǎn)足逐潮潮量整編的要求,且這種測(cè)驗(yàn)?zāi)Ｊ揭廊皇且詣?dòng)船為主,受天氣或經(jīng)費(fèi)等外部條件的制約,也不可能長(zhǎng)期實(shí)施。實(shí)踐表明,采用ADCP走航測(cè)驗(yàn)潮流量,只是解決了潮流量測(cè)驗(yàn)的技術(shù)問(wèn)題和提高了其測(cè)驗(yàn)精度而已。

布置在長(zhǎng)江口徐六涇水文斷面的測(cè)驗(yàn)儀器及其潮流量的測(cè)驗(yàn)過(guò)程介紹如下。

(1)遙測(cè)浮標(biāo)由ADCP、GPS、OBS-3A濁度儀、數(shù)據(jù)通信終端、浮標(biāo)自動(dòng)監(jiān)測(cè)終端(SCADA)等組成,采用太陽(yáng)能浮充蓄電池供電,通過(guò)數(shù)字電臺(tái)和GPRS傳輸數(shù)據(jù)。整個(gè)系統(tǒng)定時(shí)開(kāi)機(jī)工作,且自動(dòng)向中心站報(bào)送垂線(xiàn)流速、流向、浮標(biāo)坐標(biāo)、電壓以及OBS-3A位置的水深、濁度、溫度、電導(dǎo)率等數(shù)據(jù),一旦數(shù)據(jù)采集完畢,儀器設(shè)備即自動(dòng)處于休眠狀態(tài)。

(2)由于各浮標(biāo)站點(diǎn)離中心站較遠(yuǎn)且高度不足,傳輸時(shí)又需經(jīng)過(guò)大面積的水域,為確保主信道的暢通,在2號(hào)平臺(tái)上安裝了中繼站點(diǎn)。測(cè)流浮標(biāo)采集的數(shù)據(jù)先通過(guò)VHF電臺(tái)發(fā)送至該平臺(tái)中繼站,再由此轉(zhuǎn)發(fā)到中心站?；閭浞莸耐ㄓ嵎绞酱_保了數(shù)據(jù)接收的通暢,提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

(3)中心站建立了計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái),配備有服務(wù)器和PC機(jī)工作站,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收由GPRS發(fā)送來(lái)的浮標(biāo)信息,由VHF電臺(tái)接收2號(hào)平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的水情信息,并利用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)平臺(tái),對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析、整理,建立水文數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)查詢(xún)軟件,即可提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

5 資料整編

流量資料整編的要點(diǎn)在于通過(guò)流量與水位或其他相關(guān)因子建立關(guān)系,以實(shí)測(cè)的水位或其他相關(guān)因子過(guò)程來(lái)推求流量過(guò)程。對(duì)于受潮汐影響的河流,特別是長(zhǎng)江等大型河流的河口,由于水流往復(fù)流動(dòng),水動(dòng)力條件復(fù)雜,加之以往的測(cè)驗(yàn)手段比較落后,潮流量的整編成果相對(duì)粗略,從而導(dǎo)致在河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范中(GB50179-93),對(duì)有關(guān)潮流量的測(cè)驗(yàn)及其整編方面的規(guī)定并不完善。

在過(guò)水?dāng)嗝鏋閹缀涡螤罴八鳡顟B(tài)較為復(fù)雜的情況下,用單一垂線(xiàn)作代表線(xiàn),不論是對(duì)于推求斷面的平均流速,還是斷面的流量過(guò)程,都是不理想的。這時(shí)需要選配組合垂線(xiàn)作為代表線(xiàn),才有可能使代表線(xiàn)與斷面的平均流速或其流量具有穩(wěn)定的、關(guān)系點(diǎn)集中的線(xiàn)性關(guān)系。徐六涇斷面的潮流量整編研究技術(shù)路線(xiàn)框架見(jiàn)圖3。

圖3 長(zhǎng)江口潮流量整編研究技術(shù)路線(xiàn)框架

如圖3所示,潮流量整編包括兩方面的工作:①為驗(yàn)證代表線(xiàn)與斷面流量的關(guān)系是否在規(guī)范規(guī)定的精度范圍內(nèi),必須進(jìn)行代表線(xiàn)的率定工作;②要對(duì)浮標(biāo)及平臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理計(jì)算,得到潮流量的過(guò)程,進(jìn)而整編出月、年統(tǒng)計(jì)值。徐六涇斷面的研究結(jié)果表明:

(1)雙組合線(xiàn)雖然優(yōu)于單代表垂線(xiàn),但精度不理想,可選作流量雙組合代表線(xiàn)的依次為:2號(hào)浮標(biāo)+4號(hào)浮標(biāo);2號(hào)浮標(biāo) +3號(hào)浮標(biāo)。

(2)三組合線(xiàn)作為徐六涇斷面中泓部分流量代表線(xiàn),可以達(dá)到符合規(guī)范規(guī)定的精度,可選作流量三組合代表線(xiàn)的垂線(xiàn)為:2號(hào)浮標(biāo) +3號(hào)浮標(biāo) +2號(hào)平臺(tái);2號(hào)浮標(biāo) +4號(hào)浮標(biāo) +2號(hào)平臺(tái)。

(3)四組合線(xiàn)作為徐六涇斷面中泓部分流量代表線(xiàn),可以較好地滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的精度?？蛇x作流量四組合代表線(xiàn)的垂線(xiàn)為:2號(hào)浮標(biāo) +3號(hào)浮標(biāo) +4號(hào)浮標(biāo) +2號(hào)平臺(tái)。

當(dāng)4個(gè)組合代表線(xiàn)中有1個(gè)或2個(gè)代表線(xiàn)由于某種原因而使數(shù)據(jù)不完整時(shí),雙組合線(xiàn)和三組合線(xiàn)將作為特殊情況下的備用定線(xiàn)方案,從而保證流量過(guò)程的完整。

為檢驗(yàn)通過(guò)關(guān)系曲線(xiàn)線(xiàn)性回歸得到的推流公式的適用性與時(shí)效性,分別于每年的2月、7月、10月開(kāi)展徐六涇斷面潮流量的比測(cè)工作。將整個(gè)測(cè)流斷面分為6個(gè)子斷面,采用5臺(tái)ADCP進(jìn)行大、中、小3個(gè)代表潮的同步測(cè)驗(yàn),將實(shí)測(cè)值和計(jì)算值進(jìn)行符號(hào)檢驗(yàn)、適線(xiàn)檢驗(yàn)以及偏離數(shù)值檢驗(yàn),判斷推流公式應(yīng)用的時(shí)間段,并在關(guān)系曲線(xiàn)發(fā)生變化時(shí),根據(jù)規(guī)范要求判斷是合并定線(xiàn)還是采用過(guò)渡曲線(xiàn),再根據(jù)關(guān)系曲線(xiàn)(推流公式)計(jì)算出每個(gè)小時(shí)的潮流量,并編制成逐時(shí)潮流量成果表。

6 結(jié) 語(yǔ)

長(zhǎng)江口屬海陸雙向性河口,潮流、徑流強(qiáng)勁,水沙運(yùn)動(dòng)不但會(huì)受到上游來(lái)水量和來(lái)沙量變化的影響,而且還會(huì)隨潮汐、潮流、波浪等自然因素發(fā)生周期性的變化,兼之臺(tái)風(fēng)、寒潮等惡劣天氣較多,導(dǎo)致長(zhǎng)江口潮流量的測(cè)驗(yàn)十分困難。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,采用常規(guī)的測(cè)驗(yàn)儀器與方法,無(wú)法保證長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定地收集長(zhǎng)江口潮流等水情資料。在應(yīng)用聲學(xué)多普勒流速剖面儀ADCP之后,通過(guò)研究和實(shí)踐,確定了代表線(xiàn)的位置,建設(shè)了平臺(tái)和浮標(biāo)遙測(cè)系統(tǒng),建立了現(xiàn)代化的徐六涇水文站,解決了長(zhǎng)江入?？诔绷髁繉?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和潮量資料整編的難題,為大江大河入海河口的治理開(kāi)發(fā)提供了成功案例。

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P332.4;P337

A

1006-0081(2011)10-0009-05

2011-06-16

錢(qián) 峰,男,長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江口水文水資源勘測(cè)局,工程師。