潘 杰
(江蘇省水文水資源勘測局常州分局,江蘇常州 213000)
中田河小流域位于溧陽市南部低山區(qū),其下游為溧陽市重要的飲用水水源地——沙河水庫。近幾年來,隨著溧陽南部丘陵山區(qū)綜合開發(fā)的不斷推進,礦山開采、山林砍伐及茶園種植等人類活動不斷加劇,其下墊面條件也隨之發(fā)生變化。中田河小流域作為沙河水庫的重要來水水源,其下墊面的改變對于沙河水庫的入庫水量將會產(chǎn)生一定程度的影響。為深入了解和掌握中田河小流域水資源時空分布特征及沙河水庫入庫水量的變化情況,通過已有雨量觀測點、設(shè)立徑流量觀測點進行降雨量和徑流量的監(jiān)測,并基于多元回歸統(tǒng)計方法建立了該流域的月降雨徑流關(guān)系。
中田河小流域位于溧陽市南部低山區(qū),區(qū)內(nèi)地層新老構(gòu)造交替,地勢復雜,地貌表現(xiàn)為山地和陡峻的山峰,絕對高程一般在250m以上,山體坡度在30°~45°,地層朝北或北東傾斜。區(qū)內(nèi)森林植被茂密,主要植被有黑松、竹林、茶園、果園及部分水稻田。中田舍河為其主要干流,發(fā)源于安徽省廣德縣的大梅嶺村,長15.7 km,其中安徽境內(nèi)長9.0 km。集水總面積36.3 km2。河道平面形狀蜿蜒彎曲,上游河道狹窄,下游河道寬大,溧陽境內(nèi)河道最窄處30 m,最寬處800 m。河道落差約20m,河流比降約92.7‰。
降雨量監(jiān)測主要利用已有的中田舍雨量站監(jiān)測資料,該雨量站位于天目湖鎮(zhèn)中田舍村,距下游沙河水庫約2.5 km,于1959年設(shè)立,觀測項目為降雨量。
中田舍河上下游河道落差大,河道比降高,水位過程呈陡漲陡落的形態(tài)。除洪水期水位較高滿足流速儀測流的條件外,全年大部分時間均不能采用流速儀測流。為此,徑流量監(jiān)測采用流速儀測流和薄壁量水堰。
(1)流速儀測流:測流斷面設(shè)置在中田舍河鯰魚橋附近,該河段較順直,河勢基本穩(wěn)定,沖淤變化不顯著,兩岸均為沙壤土,河底多礫石,符合流量監(jiān)測基本條件。
(2)薄壁量水堰:位于流量監(jiān)測斷面——鯰魚橋上游約100m,出口形狀采用矩形。設(shè)計尺寸為:堰口寬400 mm,堰肩寬350 mm,堰坎高250 mm,出水擋板高300 mm。具體設(shè)計尺寸見圖1。流量計算采用矩形薄壁堰計算公式:
圖1 矩形薄壁堰設(shè)計圖(主視圖,尺寸單位:mm)
式中:
Q—流量,m3/s;
b—堰頂寬,m;
g—重力加速度,取9.8m/s2;
H—堰上水頭,即水深,m;
m0—流量系數(shù),由公式或試驗得出,本文取0.47。
降雨量、徑流量監(jiān)測斷面位置示意圖見圖2。
圖2 降雨量、徑流量監(jiān)測斷面位置示意圖
根據(jù)2007~2011年降雨量、徑流量監(jiān)測成果資料,利用多元回歸統(tǒng)計方法建立了月降雨徑流關(guān)系,見圖3,可得兩者相關(guān)關(guān)系為0.90,滿足精度要求。降雨徑流公式如下:
R=0.0009P2+0.3739P-22.7式中:
R—徑流深,mm;
P—月降雨量(p≥50),mm。
圖3 中田河小流域降雨徑流關(guān)系圖
本文依據(jù)2007~2011年降雨量、徑流量實測資料,利用多元回歸統(tǒng)計方法建立了中田河小流域降雨徑流關(guān)系。研究表明,中田河小流域降雨徑流關(guān)系呈非線性關(guān)系,且降雨徑流相關(guān)關(guān)系良好,其精度能夠滿足本流域的徑流量計算與洪水預測,同時也能為溧陽市丘陵山區(qū)的徑流量計算提供參考和依據(jù)。