西大河水庫水文站改變測驗方式論證

馬睿

【摘要】西大河水庫流量測驗通過分析是可行的，認真分析各種水工建筑物的水流特性，把主要影響因素確定，建立相關因子的關系曲線，并建立相關公式，推求流量，精度完全可以得到保證。

【關鍵詞】測驗；流量；公式；分析

一、測站概況

西大河水庫水文站位于東經(jīng)101°23′北緯38°03′，集水面積788 Km2，為區(qū)域代表站，總庫容6800萬m3，最大壩高37m，壩頂長294m。溢洪道位于大壩右側(cè)，閘門為平板直拉式，共5孔，每孔尺寸6mx2.2m，最大泄量338m3/s；輸水洞位于大壩左側(cè)，為混凝土圓型壓力隧洞，最大泄量109m3/s。它設有西大河水庫（渠）、西大河水庫（溢）兩個流量測驗斷面。西大河水庫（渠）斷面設在閘門出流與發(fā)電站出流匯入測驗斷面約150m處，測得流量為電站尾水渠及閘門出流的總量，閘門受人工控制，閘門啟閉頻率較高，流量基本在10m3/s以下，有的還在5m3/s以下，測驗難度較大。

二、資料收集與分析

該水庫下泄流量測得的資料為尾水渠及閘門出流量的總量 ，86年至88年收集了電站出流流量69份，總出流量91份。

就上述資料分析：

以實測水頭計算流量用公式：Q=N/（9.8ηh）

根據(jù)1986～1988年實測的電站尾水渠流量資料和相應發(fā)電總功率及水頭，采用公式計算相應效率系數(shù)。根據(jù)觀測的發(fā)電機功率及開機臺數(shù)與相應的效率建立相關關系如圖1。

發(fā)電站有兩臺機組，用平均功率計算h值，建立`N～h相關曲線進行分析，是y=axm的冪函數(shù)形式。用最小二乘法進行點據(jù)擬合，在`N～h關系圖中為兩條線。

通過對第一、二線進行檢驗，順利通過。說明可以應用，見圖1。

在建立`N～h關系中，`N的觀測是流量精度的保證，于是對儀表刻度做如下分析：

根據(jù)電站儀表其刻度為0.01，而要求讀到0.07，則滿足要求。

b、輸水洞閘門流量系數(shù)分析：

因該閘門出流均為有壓自由流，而在閘門輸水洞以上約13米處有發(fā)電支洞，在有壓情況下有分壓存在，此時不是一種單因素關系，故e～μ關系必須為e～μ～N總（N總以N總/1000表示）關系。因此，選用的主要參數(shù)為閘門啟閉度，其公式為：

Q=??A* H1/2 A=π1.52

式中：Q—輸水洞出流量（m3/s）；??—流量系數(shù)；A—輸水洞過水面積（m2）；H—水頭（m）。

分析結果發(fā)現(xiàn)，在H′≦21.5米，而N總<1時，μ值變化時根據(jù)N總的變化而變化，而在H′>21.5米以上，N總變化對μ值變化微小。在N總>1時的關系線用點據(jù)處理配得方程為：

μ=0.9138e0.9675 在H′>21.5米、N總<1時其關系為多線條。但因點據(jù)少用圖解法求的曲線，再根據(jù)關系曲線配得各曲線方程：m-指數(shù)、α-系數(shù)，用m、α指數(shù)分別同N總建立關系：

注：用閘孔出流公式推流時其適用范圍：

總而言之，隨著水利工程的新建，原有的水文站的測驗斷面已不能完全收集到全部的水文資料，利用水利工程進行水文測驗的方法是全面收集區(qū)域水文資料必不可少的一種方法，而且方法可靠，簡單易行 。

參考文獻：

[1].GB 50179-2015，河流流量測驗規(guī)范；