摘要：河道糙率是推求洪水流量和进行其他水文分析的重要参数，论述了河道糙率的含义，论证了在恒定非均匀流情况下，用能量方程处理流速水头变化和局部损失的问题；此外，还根据高坦站的实测资料，分析了秋浦河高坦河段糙率的规律性，对用比降—面积法测流有参考价值。
关键词：高坦站；河道糙率；能量方程；分析
1测站概况
高坦水文站1951年7月设站，坐落于安徽省池州市贵池区梅村镇罗田村，测站坐标117°26′29"E， 30°21′19"N，监测断面上游集水面积1077 km2，控制秋浦河干流81km，为皖南山区1000～2000km2代表站，防汛抗旱、水资源管理、水质监测,国家基本站、河道站、省级重要站、国家二类精度站。
本站测验顺直河段长1.6km，主流偏左岸，左岸有圩堤，当水位超过27.20m时，漫溢穿过老街镇，右岸边树木茂盛，洪水期漂浮物较多，滩地宽约90.0m，当水位达23.00m时，开始漫滩。河床为卵石沙砾，较稳定，无分流等其他现象。上游左岸1.5km有小河（十字河）汇入，上游4.3km有双峰电站。
比降上、下断面之间无支流和分流。测验河段基本顺直，断面稳定，近岸边水流通畅；河段内断面形状沿程变化不大，无卡口、急滩和较大的深潭，水面线无明显的转折点；河段内无较高而且密集的水生植物，岸坡无影响水流畅通的成片树林和季节性高杆作物；河床沙质，冲淤变化不大。
河道来水受流域降雨影响，卵石沙砾河床，断面稳定。山区性河流产汇流时间较短，涨水历时变幅7～10h，洪峰滞时变幅0.5～1.0h。水位、流量自建站至今资料连续，中高水时（水位在21.00m以上）水位流量关系为单一线，关系稳定。低水期受上游电站发电影响，水位流量关系紊乱呈临时曲线，来水来沙主要集中在汛期。
2糙率分析的计算公式
糙率是反映河床、岸壁形状的不规则性和表面粗糙程度的系数，是衡量河床边壁粗糙程度对水流影响的系数。在水流运动中，它直接影响沿程能量损失的大小，因此，从实测资料分析糙率，也只能采用沿程能量损失反求的方法。
天然河道中水流平稳时，水深、流速沿程不变，水面比降等于能面坡降，能量全系沿程损失。此时水流是恒定均匀流态，可以直接将水面比降代入曼宁公式中，从实测资料中反求糙率。天然河道中很难出现恒定均匀流，只有在洪峰出现的短时间内或水位平稳时，流量不随时间变化，才可以视为恒定流。又因为天然河道断面形状和面积大小沿程不断变化，引起水深、流速沿程变化，形成恒定非均匀流。在此情况下，能量损失中不仅有沿程摩阻损失，而且还存在着局部阻力损失。此时不能再直接应用曼宁公式采用水面比降反求糙率，必须用能量方程处理流速水头变化和局部损失，用沿程能量损失反求糙率。高坦站可用糙率计算公式如下：
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式中:n为糙率，、为比降上、下断面水位， v1、v2为比降上、下断面的平均流速，g为重力加速度，g=9.81 m/s2，l为比降上下断面间距，l=319m，Q为流量，A1、A2为比降上、下断面过水面积，R1、R2为比降上、下断面水力半径， 。
3资料的选取
为了分析研究高坦站河道糙率的规律，本次研究选取2016、2017年的高水位资料。同时在各年中选用一些具有某种洪水特性的洪水过程资料进行分析。所选取资料均采用瞬时观测值。
4糙率曲线的确定及误差统计
4.1 定线
将统计出的水位—糙率关系点绘在坐标纸上，目估通过点群中心，定出一条光滑的曲线，见图1。可以看出高坦站的河道糙率在0.030~0.035 之间，而且随着水位的增高呈逐渐增大之势。
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图1 高坦水文站水位-糙率关系图
4.2误差统计
从所定水位—糙率曲线上，查的各级水位的糙率，计算出相对误差并排队，见表1。
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由表1可知，最大相对误差为7%,系统误差为2.9%，其精度较好。
5推流验证
选取2017年、2018年、2019年几次较大洪水的实测资料，进行推流验证，见表2。
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由表2可知，最大相对误差为5%,系统误差为2%，其精度较好。
6成果评价
从图1可以看出：糙率点子无明显的系统偏离现象，在中、高水位级，其精度较好。这说明高坦站中、高水糙率曲线具有良好的规律性。
用所定糙率曲线进行推流验证，统计比降—面积法计算的流量与定线流量的误差，其精度良好。
由于高坦站的河段基本顺直，断面稳定，河道糙率规律性好，用比降—面积法计算的流量精度好，因此，比降—面积法可以作为高坦站流量测验的辅助方法。
［参考文献］
［1］赵志贡等.水文测验学.郑州；黄河水利出版社[M]. 2005
［2］中华人民共和国水利部.河流流量测验规范.GB 50179-2015[S].2015
［3］中华人民共和国水利部.水文资料整编规范.SL 247-2012