鄒 舟,朱喜華,彭艷華,王志琴
(1.長(zhǎng)江中游水文水資源勘測(cè)局,武漢 430012;2.長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,武漢 430212)
深圳新洲河自梅林水庫(kù)溢洪道出口開始,由北向南穿過(guò)市區(qū),最后匯入深圳灣海域。河道全長(zhǎng)7 850m,其中明渠3 000m余,另外4 000m是隱藏在地底下的箱涵,流域面積約20km2。
新洲河水文站為新洲河入?yún)R深圳河口的干流中游控制站,測(cè)驗(yàn)河段順直,其斷面上游約300m和下游約700m處分別有1座主要受人工控制的滾水閘壩。中低水水面寬約10m,河道為梯形明渠硬化河床,河道底坡變化平緩。水流自北向南,常年為順流。
新洲河斷面穩(wěn)定,河槽硬化,兩岸邊坡植有草皮,水位流量關(guān)系主要為河槽控制。該水文站為不受潮汐影響的天然河道站,水位過(guò)程的最大特點(diǎn)是暴漲暴落。2010年,斷面上下游分別建滾水閘壩各1座,水位流量關(guān)系主要受洪水漲落和上下游滾水閘壩開、關(guān)的雙重影響,點(diǎn)據(jù)較散亂,主要呈臨時(shí)曲線、繩套。為此,必須制定新的測(cè)驗(yàn)技術(shù)方案。
目前,新洲河定期連續(xù)水文測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有:水位、流速、流量、懸沙、懸顆、床沙、水溫、雨量。
(1)大斷面(水道斷面)測(cè)量:一般每月初實(shí)測(cè)水道斷面1次,采用鋼尺丈量或交匯法確定起點(diǎn)距,水深采用濕繩長(zhǎng)法或懸桿施測(cè)。其它測(cè)次水上部分借用實(shí)測(cè)斷面成果、水下部分均為實(shí)測(cè)。
(2)流量測(cè)驗(yàn)測(cè)次布置以能滿足水位流量關(guān)系曲線定線、推求日平均流量為原則。采用臨時(shí)曲線或連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法整編的,測(cè)次分布要求控制流量變化轉(zhuǎn)折點(diǎn)。全年為單一線,兩測(cè)點(diǎn)間距及高低水外延均不得超過(guò)20%。
(3)一般情況下采用懸桿流速儀法施測(cè)流速,特殊情況下采用浮標(biāo)法施測(cè)。新洲河是雨洪河流,平時(shí)流量以生活污水為主,暴雨則水勢(shì)大、漲落急劇,尤其是翻板閘啟動(dòng)時(shí)。因此平時(shí)水淺、流速慢,采用測(cè)深桿常規(guī)流速儀法測(cè)流,暴雨期漂浮物過(guò)多,流速儀無(wú)法正常工作或水深流速較大時(shí),采用斯德克電波流速儀StallkerⅡSVR測(cè)流。
流速儀法測(cè)速垂線數(shù)一般不少于5條,當(dāng)河寬小于50m時(shí)不少于3條;垂線測(cè)點(diǎn)分布當(dāng)水深>5.0m時(shí)按3點(diǎn)法施測(cè),水深≤5.0m時(shí)按2點(diǎn)法施測(cè)。測(cè)點(diǎn)測(cè)速歷時(shí)一般60~100s,特殊水情適當(dāng)減少測(cè)速歷時(shí)。
斯德克電波流速儀StallkerⅡSVR施測(cè)按流速儀法測(cè)流的垂線布置。
(4)當(dāng)發(fā)生稀遇水情采用水力學(xué)法計(jì)算斷面流量。河道糙率根據(jù)相近時(shí)間的流速儀法實(shí)測(cè)流量成果按謝才公式計(jì)算,或者根據(jù)河流情況查閱有關(guān)規(guī)范確定。
深圳河水系的水雨特性表明,徑流站枯季主要來(lái)水為城市工商業(yè)廢水和生活污水,由于水位低,變幅小,流量變化不大,上游閘關(guān)閉,下游閘開啟,水從閘壩上面溢流而下;一般采用流速儀施測(cè),其流量以歷年對(duì)比變化不大。
汛期來(lái)水主要為降雨匯流,水位暴漲暴落,流量變化大。上游閘開啟,下游閘關(guān)閉;以及下游閘開啟,上游閘關(guān)閉沖沙排污,不能使用流速儀測(cè)速,在保證安全的同時(shí)采用斯德克電波流速儀StallkerⅡSVR施測(cè)流速,計(jì)算斷面流量。
表1、表2分別是2011年、2012年5、6、7月中高水不同來(lái)水情況所施測(cè)的流量。
表1 新洲河2011年5、6、7月實(shí)測(cè)流量表
2011年上游閘壩常年關(guān)閉,下游閘壩常年開啟,水位流量關(guān)系主要為河槽控制,全年水位流量關(guān)系為單一線加臨時(shí)過(guò)渡曲線。2012年由于河流治理,河流兩岸平整,河床平滑,河道糙率也相應(yīng)發(fā)生變化,再有上、下游閘壩開啟,改變了河流自然流態(tài)和流量的時(shí)空分布,使在同級(jí)中、高水位水位下流量增大。實(shí)施新的測(cè)驗(yàn)方案,其結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2。
表2 新洲河2012年5、6、7月實(shí)測(cè)流量表
圖1 新洲河站2011年水位~流量關(guān)系曲線圖
圖2 新洲河站2012年1-7月水位~流量關(guān)系曲線圖
本測(cè)流方案所采用的技術(shù)手段,能夠及時(shí)在枯季和暴雨時(shí)期的不同來(lái)水進(jìn)行流量施測(cè),有效地控制流量變化轉(zhuǎn)折點(diǎn)的合理發(fā)布,為取得準(zhǔn)確有效流速、流量資料提供可靠的技術(shù)手段。