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廊坊水文局地处流域中下游,所辖9个国家基本水文站中有6个堰闸站共7个堰闸流量测验断面,堰闸站数量较多。八十年代以来,由于受上下游水利工程影响加剧,大多数堰闸站的出流都很难率定出良好的堰闸水力因素关系。既给水文测验增加了工作量,也给水文资料整编带来了困难。除赶水坝水文站外,其它各站因一直率定不出良好的相关因素与流量系数相关曲线,只有在提高测验精度的同时尽量增加流量测次来控制完整的流量过程,以便在整编时采用河道整编方法中的连实测流量过程线法或连时序法推求流量。但是堰闸站的流量过程往往是难于控制的,由于在主汛期闸门变动比较频繁,一些出流状态时间较短,造成来不及在每个提闸过程都能施测流量,因此整编时需要对一些未控制到的流量过程进行插补。另外由于堰闸站的特点,提闸结束和闭闸开始这两个瞬时是流量过程发生急剧变化的转折点,客观上无法测到,这些时刻的瞬时流量也需要插补。因此,流量插补方法的确定,一直是近年来我局堰闸站资料整编中需要解决的一个重要问题。
八九十年代,比较通用的插补方法主要有两种,一种是堰闸方法,即借用临近测次的实测流量的流量系数,用堰闸水力因素公式推求要插补的瞬时流量,个别流量过程无法借用实测点时也采用水力学理论公式推算。堰闸站方法推求的是基于闸孔的出流过程。此方法的优点是方法比较简单,插补出的流量数值任意性小,结果一般比较合理。缺点是如果临近流量测次的各堰闸水力因素条件与插补点不一致时,计算出的流量与其瞬时水位等水力因素有较明显的不相应,插补成果可用性差。 另一种是河道站方法,采用临近测点勾绘连时序线或绳套线,整编比较粗放的巡测站也可以采用精度较低的临时曲线插补流量。河道站方法推求的是基于与流量建立关系的基本水尺断面的流量过程。这种方法的优点是插补出的流量比较合乎规律,方法也比较简单。缺点是如果一个提闸过程流量测点过少或大部分峰形无控制点时,绘制连时序线或绳套曲线缺乏依据,所定曲线因人而异,造成插补出的流量值任意性比较大。
为了更好地解决出流关系不好的堰闸站的流量整编问题,2001年以来,在我局测验科工程师丁宝琪同志的提议下,廊坊局在巡测站——牛牧屯水文站尝试了一种新的堰闸站整编方法,笔者也参加了此方法的分析计算与论证工作。其具体做法概括为以下几个步骤:1.根据堰闸流量率定成果表绘制相关因素与流量系数标准曲线。2.计算各实测点的流量系数的改正系数。3.绘制改正系数过程线,各改正系数之间直线相连。4.用直线内插的改正系数改正线查流量系数,以此流量系数推算各个瞬时流量。此方法简称为“改正堰闸流量系数法”。经分析,采用此方法推求出的成果从总量上和最大峰量上均比较合理,2003年报请省局测验处批准可以全年用于牛牧屯巡测站的流量整编,也可在其他堰闸站的部分时段用于推流。实质上,这并不是一种全新的整编方法,而是以实测点为依据,实现流量插补进而完成流量整编的插补方法,省局专家对此方法应用范围的批复上分寸把握得十分恰当,这是堰闸站流量插补的另一种形式。
在2005年度廊坊局资料整编中,测验科试着利用计算机通过编程解决堰闸站流量资料的插补,因为前述这些插补方法都存在着一个共同的不足,就是在基础工作上要耗费较多的人力和时间,工作效率不高,应该开发利用计算机资源,让程序来完成一部分工作。同时由于“改正堰闸流量系数法”只是一味采用直线内插法插补流量系数,缺乏根据不同水力条件调整的灵活性,导致有时推算出的瞬时流量存在着比较明显的不合理。而在程序中可以根据水力因素条件的一致性原则灵活地选择向前借用或向后借用,而且为了减小单次流量测验误差的影响,还可以选择平均法插补 |