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泾县象山大桥在线流量使用情况分析

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：戴志超

[导读] 摘要：本文是作者近几年工作经验总结的，主要对泾县象山大桥在线流量使用情况分析研究。

        安徽省芜湖水文水资源局 242500
        摘要：本文是作者近几年工作经验总结的，主要对泾县象山大桥在线流量使用情况分析研究。
        关键词：泾县象山大桥；在线流量；使用情况；分析
        1 测站基本情况
        1.1 流域基本情况
        泾县水位站设于1950年8月。位于青弋江上游泾县县城附近，是青弋江防汛重要节点，也是泾县城市防洪的重要参考点。地理位置坐标为：东经118°23′11"，北纬30°40′39"。

        图1.1 青弋江流域水系图
        青弋江源头为陈村水库（建成于1972年），陈村水库共有两大支流汇入，西支为主干原名清溪河，源出黟县北部箕祖山，河道蜿蜒于峡谷中，经美溪、大河口至清溪，流入水库，东支为麻川河源出黄山汤岭关，流经黄山宾馆、潭家桥、三口镇至仙源三峰庵进入水库，入库后仍为峡长河谷，北行纳入右岸洋川河后至水库大坝上游约10公里处与西支汇合，两支汇合至水库大坝后称陈村水库流域，陈村水库坝址以上集水面积2782km2。
        陈村水库至泾县水位站区间分别有合溪河、渣溪河、濂溪河、中村河及徽水。
        1.2 设站目的
        泾县水位站业务主要为城市防汛、洪水预报，为水利项目及临、跨河工程收集基础设计资料，拓展为水资源、水环境保护、河长制决策提供基础数据资料及即时信息。
        1.3 水位流量关系
        泾县水位站测验河段较为顺直，控制条件较好，下游有两座大桥，0.2公里处为青弋江大桥，3.2公里处为象山大桥。应急测流断面及在线自动测流系统设在此处。泾县水位站至大桥处无较大区间来水左岸桥上游8m左右处有小河沟汇入，可忽略不计。桥下游0.8公里处有幕溪河汇入。自动测流系统所在河段略有弯曲，桥梁与水流呈65°夹角。应急测流断面为U型，主槽宽浅，河底有杂草。所测流量于泾县水位站水位建立水位流量关系。象山大桥应急断面从2014年开始收集实测流量资料，泾县水位站测验河段示意图、象山大桥应急断面实测大断面、2014-2019年水位流量总点图、2019年水位～流量关系及在线测流对比见图1.2、图1.3、图1.4、图1.5。

        图1.2 2014～2019泾县水位站水位～流量总点图

        图1.3 泾县水位站及在线测流位置图

        图1.4 象山大桥应急测流测验大断面

        图1.5   2019年泾县水位～流量关系及在线测流对比图
        红色三角形点为自动在线测流系统流量，园实心点为ADCP测点。空心点为电波流速议测点。
        2 流量在线监测布局
        2.1 自动测流系统探头布置
        自动测验河段为U型断面，现状地貌为人工路堤。测验河段冲淤变化较小，断面基本稳定。
        自动测流系统监测探头布置在测验河段主槽内，分别位于起点距62m、91.7m、150.7m处，OTT SLD采用超声波多普勒原理测量流速。仪器沿水平方向发射两束超声波，超声波遇到水中的颗粒物会发生反射，反射波的频率F2与原始声波频率F1之间存在一定的偏移，该偏移的大小与声源和颗粒物之间的相对速度有关。利用测量得到的反射波频率和发射波频率即可求得反射颗粒的运动速度，再将大量颗粒物的运动速度合并计算为水流流速。实现流量实时在线监测。自动在线测流系统监测探头设置的三条测速垂线在断面位置见图2.1。

        图2.1   自动在线测流系统监测探头设置在断面位置示意图
        3精度评价
        3.1 比测请情况
        2018年泾县水位站在下游象山大桥处建立在线自动测流系统。本次分析时段采用2019年5月5至2019年7月实测资料（电波流速议及ADCP所测流量），对应在线同时间流量。象山大桥电波流速议及ADCP所测流量共32次，其中ADCP测了7分。实测流量与在线流量对比见表3.1。

        表3.1 象山大桥实测流量与在线流量对比关系线表
        3.2 评价
        （1）在线测流成果与实测成果比较
        对2019年在线流量与实测流量对比分析，当水位在30.40以上时在线流量与实测流量相差不大。水位在30.40以下在线流量与实测流量偏差较大。在线测流系统流量偏小较大。
        4问题与展望
        存在问题：
        1.目前参数调整依赖公司，系数调整及调整时间应用单位未参与；建议加强公司与应用单位协调合作。
        2.三条垂线推求全断面流量，对河床较宽存在一定设计不足，建议增加垂线；在未涨水的情况下，在线测流自动形成涨水过程，如图：

        每天如此。建议公司予以解决。
        3.下游水位高于上游泾县水文站水位（泾县水位站水位在27.11自记井进水口失灵），自动测流系统计算水位应与人工观测值修正；
        4.水位在27.09m以下时，流量为24.9m3/s见表4.1。而在线测流系统流量大多在60多以上，见图4.1：
        表4.1   ADCP实测流量

        图4.1在线测流日流量过程线图
        展望：
        由以上分析成果，还需经过一定长的时间积累、修正与改进，自动在线流量才应该可以应用于城市防汛等需求。