提高宜昌中水門(mén)至大埠街河段航道尺度預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度研究

王海峰 何俊峰 宋發(fā)智

摘 要：為踐行“兩充分、一加強(qiáng)，提高航道維護(hù)尺度”，提高公益服務(wù)質(zhì)量，本文通過(guò)分析多年水位及實(shí)測(cè)航道最小水深資料，核查航道尺度，研究了水位與水深變幅的變化規(guī)律，提出了提高宜昌中水門(mén)至大埠街河段航道尺度預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度的方式。

關(guān)鍵詞：水位分析;航道尺度;預(yù)測(cè)預(yù)報(bào);精準(zhǔn)度

1 前言

從近3年宜昌中水門(mén)至大埠街河段各水位站水位統(tǒng)計(jì)看，枯水期同流量級(jí)下，姚港、枝江水位呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)，且下降趨勢(shì)明顯，尤其是枝江水位在2019年11月短時(shí)間內(nèi)下降至歷史最低水位-0.96米的情況。

由此來(lái)看，宜昌中水門(mén)至大埠街河段水位被下游河床沖刷帶來(lái)的影響發(fā)生不確定性仍存在。為提高航道尺度預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精準(zhǔn)，本文對(duì)宜昌中水門(mén)至大埠街河段航道尺度預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法進(jìn)行了研究。

2 水位分析

通過(guò)將宜昌每日8時(shí)的流量與宜昌至大埠街河段的宜昌水位站、姚港水位站、枝江水位站近3年每日8時(shí)水位進(jìn)行對(duì)比，宜昌轄區(qū)中游近壩河段水位主要受三峽梯調(diào)的影響，宜昌水位站、姚港水位站、枝江水位站的水位變化趨勢(shì)與同期的宜昌流量變化趨勢(shì)一致。

由于近3年轄區(qū)姚港和枝江水位不斷出現(xiàn)歷史新低，枯水期維護(hù)難度大，枯水期的航道維護(hù)重點(diǎn)主要是保證航道水深足夠，所以重點(diǎn)對(duì)宜昌水位站、姚港水位站、枝江水位站枯水期流量在7000m3/s流量級(jí)下宜昌、姚港、枝江水位日變幅進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。在7000m3/s流量級(jí)下，宜昌站日內(nèi)水位平均變幅在0.33米左右，最大日變幅為0.80米，見(jiàn)圖1;姚港站日內(nèi)水位平均變幅在0.27米左右，最大日變幅為0.48米，見(jiàn)圖2;枝江站日內(nèi)水位平均變幅在0.22米左右，最大日變幅為0.49米，見(jiàn)圖3。

通過(guò)水位分析可以將宜昌中水門(mén)至大埠街河段的富余水深定為0.3米。

3 航道尺度預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究

周預(yù)報(bào)維護(hù)水深預(yù)測(cè)方法如下：

周預(yù)報(bào)維護(hù)水深=本周實(shí)測(cè)水深±下周預(yù)測(cè)水位變幅-周水深富裕量

其中本周實(shí)測(cè)水深和周水深富裕量已確定，需要分析的是下周預(yù)測(cè)水位變幅。

3.1研究數(shù)據(jù)選取

由于蘆家河水道和枝江水道的特殊性，日常采集的水位、實(shí)測(cè)最小水深和對(duì)應(yīng)航寬的數(shù)據(jù)較全面，綜合轄區(qū)航道現(xiàn)狀，結(jié)合已有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性，選取了2018年11月至2019年11月枯水期蘆家河水道和2018年1月至2019年11月枝江水道的實(shí)測(cè)最小尺度、測(cè)時(shí)水位及對(duì)應(yīng)宜昌流量作為分析對(duì)象。

3.2 研究數(shù)據(jù)分析

3.2.1蘆家河水道數(shù)據(jù)分析

2018年11月至2019年10月共52周，蘆家河水道數(shù)據(jù)共52組，其中實(shí)測(cè)最小水深3.9米，實(shí)測(cè)最大水深10.2米，實(shí)測(cè)最小水位-0.36米，實(shí)測(cè)最大水位8.2米。其中周最低水位-1～0米12組，0～1米7組，1～2米14組，2～3米5組，3～4米7組，4～5米2組，5～6米0組，6～7米0組，7～8米2組。根據(jù)周最低水位分布，將數(shù)據(jù)分析區(qū)間確定為0米以下和1～2米每0.5米一個(gè)區(qū)間、0～1米和2～4米每1米一個(gè)區(qū)間、4米以上為一個(gè)區(qū)間。按照各區(qū)間統(tǒng)計(jì)的實(shí)測(cè)最小水深、對(duì)應(yīng)航寬及對(duì)應(yīng)的水深變化規(guī)律如表2所示。

3.2.2枝江水道數(shù)據(jù)分析

2018年1月至2019年11月共97周，枝江水道數(shù)據(jù)共97組，其中實(shí)測(cè)最小水深3.5米，實(shí)測(cè)最大水深11.1米，實(shí)測(cè)最小水位-0.81米，實(shí)測(cè)最大水位10.14米。其中周最低水位-1～0米23組，0～1米16組，1～2米18組，2～3米14組，3～4米10組，4～5米4組，5～6米2組，6～7米4組，7～8米3組，8～9米2組，9～10米1組。根據(jù)周最低水位分布，將數(shù)據(jù)分析區(qū)間確定為3米以下每0.5米一個(gè)區(qū)間、3～4米每1米一個(gè)區(qū)間、4～7米為一個(gè)區(qū)間、7米以上為一個(gè)區(qū)間。按照各區(qū)間統(tǒng)計(jì)的實(shí)測(cè)最小水深、對(duì)應(yīng)航寬及對(duì)應(yīng)的水深變化規(guī)律如表3所示。

4結(jié)論

根據(jù)實(shí)際，我局轄區(qū)中游水位變化直接影響水深，同一時(shí)間、同一位置的水深變幅與水深變幅正相關(guān)，所以航道尺度預(yù)測(cè)分析時(shí)主要需考慮水位變化。中水門(mén)至下臨江坪河段航道常年計(jì)劃維護(hù)水深4.5米，當(dāng)下臨江坪至大埠街河段航道預(yù)報(bào)水深大于4.5米時(shí)，中水門(mén)至下臨江坪河段航道預(yù)報(bào)水深與下臨江坪至大埠街河段航道維護(hù)尺度保持一致;當(dāng)下臨江坪至大埠街河段航道預(yù)報(bào)水深小于4.5米時(shí)，中水門(mén)至下臨江坪河段航道預(yù)報(bào)水深4.5米。

綜合蘆家河水道、枝江水道統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，將下臨江坪至大埠街河段水位與水深變幅分為4個(gè)區(qū)間。

（1）當(dāng)最低水位為-1.0～-0.5米時(shí)，充分考慮船舶航行安全，盡力保證3.5米計(jì)劃水深;

（2）當(dāng)最低水位為-0.5～1.0米時(shí)，在保證計(jì)劃航寬的基礎(chǔ)上，提供更大水深，水位每變化0.5水深變化0.2;

（3）當(dāng)最低水位為1.0～3.0米時(shí)，在計(jì)劃航寬適當(dāng)拓寬的基礎(chǔ)上，提供更大水深，水位每變化1.0水深變化0.5;

（4）3米以上時(shí)，實(shí)測(cè)最小水深5.3米，能保證計(jì)劃水深，以改善航寬為主。

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