謝愛民

（賀州水文中心，廣西 賀州 542899）

1 測站概況

勞村站設(shè)于2004年1月，是珠江流域西江水系桂江1 級(jí)支流思勤江的控制站，集水面積為1569 km2，是國家一般水文站和區(qū)域代表站，測驗(yàn)項(xiàng)目主要有水位、流量、泥沙、水溫、降水量等。流量測驗(yàn)精度為二類精度。

勞村站位于思勤江下游，流域內(nèi)主要的支流有珊瑚河、同古河等。測驗(yàn)河道基本順直，主流穩(wěn)定，基本斷面呈不規(guī)則U 形，河床由沙卵石組成，較為穩(wěn)定，右岸為農(nóng)田，左岸為陡峭山體，水位84.20 m以上時(shí)，右岸出現(xiàn)漫灘。歷史調(diào)查最高水位是1916年5月15日的86.10 m，實(shí)測最高水位為2017年7月2日的83.99 m，實(shí)測流量為2190 m3/s。

基本斷面上游1.1 km有森沖水電站，為日調(diào)節(jié)型，影響枯水期水位、流量過程，以24 h為周期規(guī)律性漲退變化。下游14 km處有雙門灘電站。

勞村站流域的洪水主要受鋒面、低壓槽等暴雨天氣系統(tǒng)影響，其中以鋒面雨為主。每年較大洪水過程一般有3～6 場。一般漲洪歷時(shí)為10～50 h，洪峰持續(xù)0.5～1.5 h，退水歷時(shí)2～4 d。采用纜道測流時(shí)，測流歷時(shí)一般在40～50 min。

2 糙率分析

2.1 測驗(yàn)河段分析

勞村水文站布設(shè)上下兩個(gè)比降斷面，河道基本順直，無明顯收縮擴(kuò)散和彎道現(xiàn)象，斷面與流向垂直，上下比降斷面間距為226 m，河床基本穩(wěn)定，斷面沖淤變化不大，斷面面積歷年變化小。河段岸壁為土壤和松散變質(zhì)巖，常水位線上多高大雜草和灌木，高程較高地方有竹叢，測驗(yàn)河段符合《比降面積法測流規(guī)范》（SD174-85）要求。測驗(yàn)河段平面圖見圖1。

圖1 勞村水文站測驗(yàn)河段平面圖

2.2 糙率資料分析

根據(jù)規(guī)范要求，本次糙率分析選取勞村水文站2012-2017年所有比降觀測資料共47 份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最低水位79.57 m，最高水位83.98 m。所選資料經(jīng)資料整編審查，成果準(zhǔn)確可靠，資料選取無人為主觀性影響，具有隨機(jī)性，符合規(guī)范要求。

勞村站歷年水位流量為單一線，河段較為順直，沖淤變化不大，河床與岸壁穩(wěn)定，無深潭、急灘、回水現(xiàn)象，無收縮和擴(kuò)散，因此采用以下公式計(jì)算糙率：

式中：n為糙率；Q為流量，m3/s；A為過水?dāng)嗝婷娣e，m2；J為水面比降；R為水力半徑，m，通常用平均水深代替。

2.3 水位與糙率關(guān)系分析

以糙率為橫坐標(biāo)，水位為縱坐標(biāo)，將勞村水文站2012-2017年47份糙率點(diǎn)繪上圖，經(jīng)點(diǎn)群中心繪制水位糙率關(guān)系曲線（見圖2），其節(jié)點(diǎn)見表1。從圖2看，糙率存在隨水位升高而增大的趨勢，點(diǎn)群中心從0.030 逐漸增大，在82.50 m 后趨于穩(wěn)定在0.042。比降測驗(yàn)河段河床為沙卵石，基本穩(wěn)定，斷面沖淤變化不大，河段岸壁為土壤和松散變質(zhì)巖，常水位線上多高大雜草和灌木，高程較高地方有竹叢，植物為常綠植物，生長季節(jié)和年際變化不大，其糙率變化與河床、河道岸壁組成及植被變化情況基本一致。查《水文測驗(yàn)實(shí)用手冊(cè)》無實(shí)測資料時(shí)糙率估算表6.63，以河道類型描述的河道糙率系數(shù)中，岸壁以分散灌木、雜草叢生的河道糙率值估算為0.035 至0.070[1]，與本站接近，說明本次分析的水位糙率曲線是合理的。

圖2 勞村水文站水位與糙率關(guān)系曲線圖

表1 勞村水文站水位糙率曲線節(jié)點(diǎn)表

3 誤差統(tǒng)計(jì)和推流驗(yàn)證

3.1 誤差統(tǒng)計(jì)

通過水位糙率曲線查讀相應(yīng)水位的糙率，與實(shí)測糙率進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2，點(diǎn)據(jù)偏離曲線累積頻率75%的相對(duì)誤差為8.3%，頻率95%的相對(duì)誤差為15.2%，系統(tǒng)誤差為-0.1%，滿足規(guī)范要求。

表2 糙率曲線定線誤差表

3.2 推流驗(yàn)證

采用水位糙率曲線，查讀相應(yīng)水位的糙率，根據(jù)實(shí)測比降、斷面面積、平均水深，按比降面積法計(jì)算流量，并與各相應(yīng)流速儀實(shí)測流量進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)成果見表3。經(jīng)統(tǒng)計(jì)累積頻率75%的相對(duì)誤差為8.6%，頻率95%的相對(duì)誤差為15.2%，系統(tǒng)誤差為0.1%，滿足規(guī)范要求。

表3 流量驗(yàn)證誤差統(tǒng)計(jì)表

點(diǎn)繪實(shí)測流量與本次計(jì)算流量點(diǎn)，見圖3。從圖3看，采用糙率計(jì)算的流量點(diǎn)子，其計(jì)算成果與歷年流速儀實(shí)測流量趨勢是一致的，所定水位流量綜合關(guān)系線基本重合，流量誤差符合規(guī)范要求。因此可以認(rèn)為采用糙率資料計(jì)算流量是可靠合理的。在水位79.5 m 以上時(shí)，利用水位糙率關(guān)系，和比降面積法計(jì)算勞村水文站流量與流速儀法相互間插補(bǔ)使用是可行的。

圖3 勞村水文站流速儀法與比降面積法水位流量關(guān)系圖

4 結(jié)語

勞村水文站為巡測站，采用纜道流速儀開展流量監(jiān)測，所在河流為山區(qū)性河流，中高洪期間，水流湍急，漂浮物多，存在纜道測流設(shè)施故障或被沖毀的風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)化勞村水文站洪水和超標(biāo)準(zhǔn)洪水的應(yīng)急監(jiān)測能力極為必要。本次研究通過分析勞村水文站近5年來洪水糙率測驗(yàn)資料，確定了水位糙率關(guān)系，經(jīng)誤差分析和推流驗(yàn)證，成果合理可靠，為勞村水文站采用比降面積法開展洪水流量測驗(yàn)提供可靠依據(jù)，完善了該站因測驗(yàn)設(shè)施被毀或故障或出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)應(yīng)急測流的預(yù)案。