水文站测验河段糙率分析研究

（云南省水文水资源局红河分局 蒙自 661199 山东省调水工程技术研究中心 济南 250000）

随着社会经济发展对水文资料成果需求的日益增长，实现水资源永续利用对水文工作提出了更高更新的要求。近年来，社会经济的快速发展不同程度地改变了河流的水沙情势，使云南省水文测验河段的复杂性更加突出，从资料审查的结果来看，因水文测验环境的改变，各种测验系数的不合理性也不断显现，甚至在一定程度上影响到部分测站的流量测验精度。针对云南省大部分水文站的测验河段糙率一直沿用着“经验值”或多年前“分析值”的实际情况，为进一步加强全省水文测验工作、保证流量资料测验精度，从2007年起在全省范围内开展测验并收集测验河段糙率分析资料，通过2007～2016年10年的辛勤测验，积累了大量的分析资料，并在此基础上对云南省水文站测验河段糙率进行分析研究。

1 水文站分布概况

云南省地处祖国西南边陲，北回归线横贯南部，东部与贵州省、广西壮族自治区为邻，北部同四川省相连，西北部紧倚西藏自治区，西部同缅甸接壤，南部同老挝、越南毗连，辖16个州、市，国土面积39.4万km2。省境内河流众多，有长江、珠江、红河、澜沧江、怒江、伊洛瓦底江6个流域水系。分布了156个水文站。

2 河段糙率测验情况

河段糙率测验工作在云南省辖区内各水文站开展，从工作布置、组织实施到测验分析成果的形成历经10年时间，并在2009年、2016年分别进行了2次分析。具体工作主要从各水文站的测验条件、分析计算方法选择、精度评定等几方面进行。依据10年的系统比测资料，对各水文站测验河段糙率进行了归纳，并得出初步分析成果。通过对各水文站测验河段的变化情况、比测分析资料的可靠性及分析结论的合理性等方面认真细致的研究，确定2次分析可以采用测验河段糙率的水文站站数为70站，其中长江流域15站，珠江流域17站，红河流域19站，澜沧江流域11站，怒江流域4站，伊洛瓦底江流域4站。未能分析研究站数86站，其中长江流域28站，珠江流域9站，红河流域8站，澜沧江流域22站，怒江流域12站，伊洛瓦底江流域7站。

3 测验河段糙率分析研究方法

测验河段糙率分析研究工作主要依据《水工建筑物与堰槽测流规范》（SL 537-2011）规定方法进行，其测验河段糙率采用分析研究方法如下:

测验河段糙率分析均依据各站实测资料，由多点法测速资料或相对水深0.6一点法测速资料与同步观测的比降资料，根据连续方程和曼宁公式分析求出测验河段糙率。分析计算公式为:

式中:Q—流量，m3/s；

A—断面面积，m2；

—断面平均流速，m/s；

n—河床糙率；

R—水力半径，m，R=A/L（L为湿周长）；

S—水面比降。

4 测验河段糙率误差控制

测验河段糙率误差控制包括测验误差控制和分析误差控制。测验误差控制表现在测验过程中对测流实机把握，测验过程中水深、起点距、流速测量控制，最终体现在对分析过程中对比降误差控制。分析误差控制用比降相对误差和流量计算误差体现。

设S1为观测比降，S为实际比降，则比降相对误差为:

流量计算误差为:

水位观测的误差越大，水面比降的误差也越大，流量计算的误差相应也越大。计算的流量将随着比降的偏小而偏小，随着比降的偏大而偏大。在分析研究工作中对一些不合理的观测值舍弃不用。

5 测验河段糙率分析研究成果

通过对6个流域70个水文站测验河段糙率分析研究成果得到，长江流域测验河段糙率范围为0.009～0.087，珠江流域测验河段糙率范围为0.010～0.134，红河流域测验河段糙率范围为0.006～0.096，澜沧江流域测验河段糙率范围为0.010～0.089，怒江流域测验河段糙率范围为0.040～0.059，伊洛瓦底江流域测验河段糙率范围为0.015～0.060。

6 测验河段糙率影响因素及建议

6.1 影响因素

（1）测验方面。部分水文站位于山区性河流上，山区性河流普遍存在陡涨陡落的水势状况，高水抢测洪峰时比测资料收集难度较大，加上精测法历时较长，致使高水级比测资料缺乏，给分析成果带来一定的随机性。部分水文站受上游水利工程影响较大，测验难度增加且失准。

（2）设备方面。部分水文站测流设备在高水时铅鱼重量不够，致使测流铅鱼的缆道拉偏角大等情况发生，从而产生较大测验误差，对糙率分析的精度有影响。

（3）测验河段方面。测验河段糙率是对该测验河段水流情况的综合反应，当测验河段发生变化，如测验河段修建河堤、发生塌方等情况时往往对糙率产生影响，但分析的糙率往往不能及时反映这些变化。

6.2 建议

对于已采用测验河段糙率分析值的水文站，每年应布置一定测次对分析值进行检验，发现变动时须及时开展新的对比测验和分析。

目前分析成果是现有测验设备的反映，当水文站测验设备进行改造及测洪能力和精度得到提高时，应开展新的对比测验和分析。

当河床发生显著变化、涉水建筑物对河段糙率发生新的影响时，须及时开展新的对比测验和分析。

7 结论

根据实际工作需要及测验条件，云南省156个水文站有70站进行了测验河段糙率测验分析。经分析研究发现，属于云南境内的长江、珠江、红河、澜沧江、怒江、伊洛瓦底江流域测验河段糙率范围分别为0.009～0.087、0.010～0.134、0.006 ～0.096、0.010 ～0.089、0.040 ～0.059、0.015 ～0.060，其分析成果可用于实际生产中■