李冬梅，劉德鵬

(吉林省水文水資源局通化分局，吉林通化 134001)

大羅圈河鐵廠水文站糙率分析

李冬梅，劉德鵬

(吉林省水文水資源局通化分局，吉林通化 134001)

利用大羅圈河鐵廠水文站2010年實(shí)測(cè)流量成果，對(duì)該站不同水位級(jí)和水勢(shì)條件下糙率進(jìn)行了分析計(jì)算，從而確定了各水位級(jí)和水勢(shì)條件下反求糙率的回歸方程，為鐵廠水文站在常測(cè)法無(wú)法施測(cè)流量時(shí)，采用比降-面積法施測(cè)流量提供依據(jù)。

鐵廠水文站;實(shí)測(cè)流量;回歸方程;糙率分析;比降～面積法

1 流域自然概況

大羅圈河為渾江上游左岸支流，發(fā)源于龍崗山脈老嶺北麓大壺溝山，流經(jīng)通化市、通化縣八道溝鎮(zhèn)、七道溝鎮(zhèn)、六道溝鎮(zhèn)、果松鎮(zhèn)及鐵廠鎮(zhèn)，于鴨園鎮(zhèn)下游2 km處匯入渾江，全長(zhǎng)60.8 km，流域面積730 km2。沿河兩側(cè)皆為山區(qū)及半山區(qū)，坡降陡，河道平均坡降為4.14‰。屬寒溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，夏季受副熱帶太平洋氣團(tuán)的影響，濕潤(rùn)多雨，多年平均降水量900 mm，年內(nèi)降水量主要集中在6～9月份，約占全年降水量的70%。多年平均氣溫4℃，無(wú)霜期7個(gè)月、日照期2 560 h、冰凍期5個(gè)月。

2 測(cè)站情況

鐵廠水文站位于渾江支流大羅圈河下游，吉林省通化市二道江區(qū)鐵廠鎮(zhèn)一心村，海拔高程436 m，測(cè)站基面為假定基面?？刂坪娱L(zhǎng)58 km，集水面積685 km2，是渾江支流大羅圈河的重要控制站，屬省級(jí)重要水文站、二類(lèi)精度站，測(cè)驗(yàn)河段順直長(zhǎng)約300 m，上、下比降間距130 m，河道比降較大，水流湍急。河床由巖石和沙卵石組成，左岸為石籠護(hù)堤，右岸為山體，斷面較順直，水面波浪較小，河道控制情況較好，多年來(lái)大斷面無(wú)較大變化。

3 資料選用

采用2010年大羅圈河鐵廠水文站實(shí)測(cè)流量成果進(jìn)行分析，全年在基本水尺斷面兼流速儀測(cè)流斷面施測(cè)流量共53份。按照鐵廠水文站測(cè)站任務(wù)書(shū)要求，基本水尺斷面兼上比降水尺斷面水位級(jí)達(dá)到6.00 m以上施測(cè)流量的同時(shí)觀測(cè)上、下比降斷面水位，共有20份實(shí)測(cè)流量成果達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。施測(cè)流量過(guò)程中共有3種水勢(shì)，其中漲水過(guò)程共施測(cè)8次流量：最低水位6.09 m，最高水位7.02 m，水位變幅0.93 m;最小流量98.6 m3/s，最大流量280 m3/s，流量變幅181 m3/s。落水過(guò)程共施測(cè)9次流量：最低水位6.04 m，最高水位7.46 m，水位變幅1.42 m;最小流量88.4 m3/s，最大流量392 m3/s，流量變幅304 m3/s。峰頂共施測(cè)3次流量：最低水位6.49 m，最高水位8.06 m，水位變幅1.57 m;最小流量168 m3/s，最大流量568 m3/s，流量變幅400 m3/s。實(shí)測(cè)流量成果見(jiàn)表1。

4 造率分析與計(jì)算

式中：Q為流量，m3/s;F為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2;R為水力半徑;I為水面比降;n為河床糙率。利用推導(dǎo)出的糙率公式，對(duì)鐵廠水文站20份不同水位和水勢(shì)條件下糙率進(jìn)行分析計(jì)算，得出不同水位和水勢(shì)條件下的糙率值。水位與糙率成果見(jiàn)表2。

表1 2010年鐵廠水文站實(shí)測(cè)流量成果表

備注：①表中基本水尺兼上比降水尺。②上、下比降水尺斷面間距130 m。

表2 鐵廠水文站基本水尺水位與糙率成果表

按照表2繪制鐵廠水文站基本水尺水位～糙率不同水勢(shì)相關(guān)關(guān)系圖和總體相關(guān)關(guān)系圖，通過(guò)點(diǎn)群中心繪制不同水勢(shì)水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖線性，并推算出不同水勢(shì)水位反求糙率回歸方程：

式中：y為糙率;x為水位，m。

通過(guò)水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖和回歸方程分析，得出水勢(shì)漲的過(guò)程中隨著水位的變化糙率值變化不大;水勢(shì)落的過(guò)程中隨著水位變低，糙率值越小;水勢(shì)峰頂時(shí)水位越高，糙率值越大;總體水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖與漲、落和峰頂水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖對(duì)比，關(guān)系點(diǎn)非常散亂，不具有代表性。

圖1 2010年鐵廠水文站漲水糙率～水位關(guān)系圖

圖2 2010年鐵廠水文站落水糙率～水位關(guān)系圖

圖3 2010年鐵廠水文站峰頂糙率～水位關(guān)系圖

圖4 2010年鐵廠水文站糙率～水位關(guān)系圖

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鐵廠水文站不同水位和水勢(shì)條件下糙率進(jìn)行分析計(jì)算，繪制了不同水位和水勢(shì)條件下水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖，從圖中可以看出按照不同水位和水勢(shì)條件下繪制出的水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖線性比較良好，相對(duì)誤差較小;按照總體繪制的水位～糙率相關(guān)關(guān)系圖比較散亂，相對(duì)誤差較大;確定了鐵廠水文站不同水位級(jí)糙率和水勢(shì)漲、落和峰3種情況下有必然關(guān)系;從而推算出利用水位反求糙率的回歸方程。為鐵廠水文站發(fā)生大洪水時(shí)，常測(cè)法無(wú)法施測(cè)流量，利用比降～面積法推求各水位級(jí)和水勢(shì)條件下的流量提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

［1］鄭文康，劉翰湘，等.水力學(xué)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2001.

［2］林傳真，周中遠(yuǎn)，等.水文測(cè)驗(yàn)學(xué)［M］.南京：河海大學(xué)出版社，1989.

［3］葉守澤，詹道江，等.工程水文學(xué)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2000.

Roughness Analysis of Iron Factory Hydrology Station

LI Dong-mei and LIU De-peng
(Tonghua Sub-bureau of Jilin Provincial Hydrology and Water Resources Bureau，Tonghua 134001，China)

The roughness at different water stages and hydraulic situation is analyzed and calculated for the Iron Factory Hydrology Station in Daluoquan River by using results of measured discharge in 2010，and the regression equation of reverse roughness is determined at different water stages and hydraulic situation.It provides a scientific accordance by adopting slope-area method to observe the discharge for the Iron Factory Hydrology Station when the discharge can’t be observed by normal measure method.

Iron Factory Hydrology Station;measured discharge;regression equation;roughness analysis;slope-area method

P33

B

1007-7596(2011)06-0015-02

2011-05-26

李冬梅(1975-)，女，吉林通化人，工程師，現(xiàn)從事水文測(cè)驗(yàn)工作;劉德鵬(1981-)，男，吉林德惠人，工程師，現(xiàn)從事水文測(cè)驗(yàn)工作。