1、梨園河肅南水文站水面流速系數分析孔霞（甘南省張掖水文水資源勘測局，甘肅張掖7340000）摘要：根據梨園河肅南水文站的實測資料，對該站水面流速系數進行了分析，不僅驗證了水文測驗規范（以下簡稱規范）中加定的一般情況下水面流速系數的取值范圍，而且用經驗公式進行了推算。關鍵詞：梨園河;南南水文站;水面流速系數;試驗分析中圖分類號:P332.41概述水面流速系數是水文測驗中常用的一個系數,在山溪性河流中尤為重要。由于山溪性河流中水深較小,所以應用頻率較高。其次，由于山溪性河流的特性，漲落水歷時短，給常規測驗帶來諸多不便，有時需要水面流速系數來彌補測驗的不足。故水面流速系數的準確與否直接影響所測流最成果

2、的質量。河道斷面某一垂線上流速的分布，正常天然河道為近河底處流速較小，自河底向上，流速增加較快，到達某一高度后流速較為均勻，根據水力學原理及實際測驗表明，梨園河肅南站沿垂線流速分布特性符合對數流速分布曲線。暢流期進行河道流ft測驗實測垂線流速時，精測法一般采用多點法，然后計算平均流速。當用鉛魚測深，有效水深較小時，只能實測水面流速。可見水面流速系數k,是一個水文測驗中不可回避的參數。按規范規定，此系數應用五點法測速資料或其他加測水面流速的資料確定，沒有資料時，可參考選用表1中所列的數值。為此，利用梨園河肅南站流母測驗資料進行了水面流速系數分析，以確定該站水面流速系數。2肅南站水文特性肅南水文站

3、是內陸河流域黑河水系的一級支流，梨園河上的主要控制站，地處肅南縣城東郊，東京99。38',北緯38。51'。1984年由上游干溝門水文站下遷5km,設立至今，測驗項目齊全，屬國家基本水文站。發源于青海省祁連山脈北麓的火石達坂，自西北流向東南，在白泉河流向急轉，向東北流入黑河干流。梨園河主河道全長169km,自河源至南南水文站測驗斷面59km,測驗斷面以上流域面積1080km2,平均坡度3.6%,河流在肅南縣城以上叫隆暢河，以下至梨園口稱梨園河，出山口以下稱大沙河。梨園河上游分東西兩岔，東岔為大岔河,西岔為白泉河。肅南水文站以上1km處，左右兩岸分別加入西柳溝、東柳溝，下游8km

4、處右岸有海鴨溝加入，三條溝均常年流水。洪水由冰川融水和降水形成，主要集中在汛期5-9月，占全年降水量的85.4%,主汛期6-8月，降水量占全年降水量的62.2%,11月-次年3月連續5個月降水量只占全年降水量的5.4%；降水量的年際變化相對較小,Cv值為0.19,多年平均降水量258.6mmo（采用1984-2008年肅南水文站實測資料統計，下同）。徑流年內分配極不均»1水面流速系敷蛤值河床情況_（水流條件）水深（m）<11-5>5水流條件良好的平原河流（大、中河流）0.78-0.860.87-0.880.89-0.90水流條件較差（水草叢生、河道彎曲、亂石堆積、水流較急

5、）的大、中河流0.700.770.78-0.850.86-0.87水流條件不好（有水草、積水沙灘）的河流或河灘,水流湍急的山區河流0.70-0.790.800.8446.9C21.64K,=(>6=2L64i6=0.78勻，含沙量主要集中在洪水期(68月)，多年平均徑流最1.5億r,實測最大流量為187m3/s,(發生在1996年)年最小流最為0.23,(發生在1987年。)實測最大水深2.3m,實測最大流速6.3m/s,實測最大含沙量30.8kg/m多年平均降水最251mm,多年平均蒸發量1150mm。3水面流速系數Ki分析水面流速系數定義為：KfV/Voo式中：V。為垂線平均流速(用

6、0.6相對位置處流速代替);Voo為水面流速；K】為水面流速系數。3.1用加測水面流速的實測流資料流分析本次對比分析共測流量10份，其中測速點(0.6、0.0)78個，取水深大于0.3m以上，比測點28個(見表2),進行對比分析，水深小于0.3m以下考慮到水面流速近似于垂線平均流速，故未參加統計。根據表2數據計算的水面流速系數匕平均值為0.79o3.2用實測流量資料，采用經驗公式推算水面流速系數K值K戶&K戶&(1)上兩式中：£為水面流速系數;C為謝才系數；K為卡門參數;g為重力加速度，為9.81(m/s2)；n為河川糙率;R為平均水深(m)。(3)取用梨園河肅南水文

7、站1984年67號實測流量成果利用上述經驗公式(1).(3)推算水面流速系數,1984年67號實測流量成果如下:&=0.68,/=0.0118,幾=0.043,(>=46.9m7s,F=24.2m2oC乂=2164Fx/RT24.2VO8xO.O118,«2肅南站水面流速系數計鼻測點號水深(m)垂線平均流速V(m/8)水面流速V0.0(m/s)水面流速系數虹備注10.550.731.020.7220.501.071.200.8930.5!0.871.050.8340.461.191.670.7150.461.181.460.8160.401.4()2.240.6370.

8、411.231.430.8680.450.760.900.8490.450.510.740.69100.401.021.430.71110.401.131.350.84120.431.401.630.86130.401.411.730.82140.381.021.230.83150.400.720.920.78160.400.730.870.84170.340.420.490.86180.350.921.040.88續表2：測點號水深(m)垂線平均流速V(m/s)水面流速V0.0(m/8)水面流速系數虹備注190.370.921.200.77200.331.141.350.84210.381.

9、251.630.77220.361.301.770.73230.330.871.180.74240.500.680.940.72250.410.520.720.72260.421.251.400.89270.461.351.970.69280.421.311.630.80平均0.790.6.0.55；05圖2肅南站河道垂線平均流速-水面流速關系圖3.3水面流速系數和垂線水深關系探討利用表2中水深和水面流速系數點繪關系圖，見圖1。從圖中點據分布看出，水深和水面流速系數關系分布散亂，無法尋找變化規律。030.35040.450505506水深(m)圖1肅南站河道垂線水深-水面流速系敷關系圖3.4利

10、用回歸分析法分析水面流速系數利用表2中垂線平均流速和水面流速點繪關系圖，如圖2所示。從圖中點據分布看出，垂線平均流速和水面流速關系點據分布成一帶狀，經擬合呈直線關系，其關系式：Y=0.773X,相關系數夫2=0.8637。4結論1)通過對肅南水文站水面流速系數的分析，用水面流速系數比測資料算數平均法計算為0.79；用典型流地測驗成果采用經驗公式計算得水面流速系數為0.78；通過比測試驗資料建立回歸方程得到直線斜率(即：水面流速系數值)為0.773。綜合以上分析認為，梨園河腐南水文站河道水面流速系數取用0.773比較科學合理。2)目前肅南水文站河道流量測驗中，水面流速系數(經驗值)取0.79較比測試驗分析值偏大一些,但也在規范規定的取值范圍之內。由于本次成果是在比測