依兰·阿不都克力木

(新疆克孜勒苏水文勘测局，新疆 阿图什 845300)

恰其嘎水文站是恰克马克河出山口控制水文站，阿图什镇拉依勒克村是其测验断面所在位置，水文站以上流域面积和河流长度分别为3 795 km2以及127 km[1]。位于塔里木盆地西缘的图鲁噶尔特山南麓是恰克马克河的源头，恰克马克河从西北向东南流经长度为165 km，集水面积可达4 820 km2[2]。恰其嘎水文站下游150 m处为恰克马克河分水闸,因为下游分水闸启闭，导致水流倒槽、冲淤、激流等现象，影响水流沙测验及成果，需要进行观测断面的迁移，从而降低分水闸启闭对水文观测资料的影响。恰其嘎水文站测验断面两岸为水泥护岸，水流受河槽控制，冲淤变化频繁，水流除大洪水时由于剧烈摆动一般分成好几股，很大程度影响流量测验精度[3]。在水文测验实际工作中，水尺频繁变动，流量、输沙率测验断面也随水流情况频繁变动。该站水位与流量不成单一线，全年流量推算采用连实测法，降低了测验精度。为降低分水闸启闭对恰其嘎水文站水文观测资料的影响，需要进行断面迁移，断面迁移后，为保证水文测验精度不受影响，需要对迁移断面和未迁移前的断面进行对比观测分析，从而保证新断面的水文观测精度。当前国内对于水文迁移断面对比分析主要此采用同步观测方法[4-10]，即在上下两个断面同时进行水文测验要素的观测分析，分析对比观测精度，从而分析断面迁移的可行性。

1 迁移断面概况

恰克马克河渠首分水闸下游150 m为恰其嘎水文站迁移断面，原观测断面距离迁移断面的距离为300 m，主要由南、北两个分支河流组成，4个观测断面分别布设在上阿图什及阿扎克干渠上，流量、泥沙、水位、水温等是该站点常规观测的水文要素。

3-11月是上阿图什及阿扎克干渠来水量较大的月份，恰克马克的南部分支常年不断流，北部支流在大洪水出现时需要进行排洪。结合渠道多年来水资料统计分析，克州阿图什市恰克马克灌区用水当河道流量介于12～100 m3/s之间且不属于丰水期，其用水占比可达到75%左右，其他用水占比在25%左右。当河道流量超过100 m3/s时期下游两个分支河道下泄洪水流量占比均为50%。因为流量主要分布在河渠范围内，因此具有较好的水位流量关系，从而流量测验的精度也得到提高。

2 同步对比观测误差分析方法

下迁断面两个支流河道水流变化频繁，平水期均在基本断面进行涉水测流，丰水期水流比较大时无法涉水测流；两个渠道断面均在基本断面测桥测流。上下断面均采用流速仪一点法施测进行流量同步观测。上下断面水文观测要素同步对比对比误差用以下公式计算

(1)

(2)

式中：Q为洪峰流量(m3/s)；R为水力半径(m)；A为面积(m2)；I为水面比降(m)；n为糙率。

3 同步对比结果分析

3.1 流量对比观测结果

采用连续流量实测过程线方法对原观测断面进行流量推求，对1-5月流量均值进行分析，下游南部和北部两个分支河流流量分别采用上阿图什渠及阿扎克渠的水位流量过程线进行叠加推求迁移断面1-5月流量均值。流量同步观测结果如表1所示。并对原观测断面和迁移断面同步观测流量进行相关性统计，结果如图1所示。

图1 恰克马克河恰其嘎站迁移、原断面实测流量资料相关性统计

表1 迁移站和原观测断面同步流量观测对比结果

按同步观测的流量资料分析，恰其嘎水文站1-5月内上下游一共20次同一时间测流。同步观测的上下游断面之间的流量测验误差均低于20%，两个断面观测流量之间具有较好的相关性，相关度为0.974 4。其中个别同步流量观测误差较大的原因在于一是原有观测断面受下游分水闸起闭影响，流量呈现一定的波动特征，二是测验断面受上游自来水管维修形象，人工倒槽使得水流出现死水现象，测流断面宽度较大使得流量测验值偏高。

3.2 洪峰流量调查分析

洪峰流量调查分析首选需要确定其综合糙率。糙率是根据恰其嘎水文站1977年、1978年、1981年三年实测糙率值，绘制水位～糙率关系图，按该河1944年历史最高洪水位6.50 m查出糙率值为0.028，其糙率值与卡浪沟吕克河、克孜河、布古孜河等临近河流相比略偏小，这些河流糙率取值在0.030～0.035之间。在开展工程水文分析项目期间曾多次组织技术人员对该河历史洪水进行过调查，由于恰其嘎站大洪水糙率实验资料不足，经实测和调查洪水资料分析，当时所选用的糙率在0.030，因此本次洪水调查时糙率的取0.030。结合糙率值及洪峰流量计算方法对 恰克马克河洪峰流量进行调查分析，结果如表2所示。

表2 恰克马克河洪水调查成果摘录表

恰克马克河恰其嘎水文站“2016.6.15”大洪水实测洪峰流量为342 m3/s，调查洪峰流量为341 m3/s，基本断面实测流量与调查洪水流量接近，为此，本断面采用实测洪峰流量值342 m3/s；南支和北支其洪峰调查值分别为136 m3/s和171 m3/s，流量合成值为307 m3/s，和断面实测流量较为接近，表明流量调查值和实测流量之间具有较好的吻合度。通过上述分析表明，恰其嘎水文站的南支和北支的洪峰流量调查值可靠度较高。

4 成果合理性分析

(1)通过测站人员和野外调查确认洪痕，因此，无论调查到的洪痕或指认洪痕都可靠，同时每一调查河段都调查到3个以上洪痕，用水准仪施测了1～3个横断面。

(2)用比降～面积法推算洪峰流量有一关键要素，是糙率的选定，本次洪水调查中采用的糙率，一是根据恰其嘎水文站实验资料，二是根据河段特征、洪水坡度、河床组成等要素，依据有关糙率表选定；从计算成果上比较结合实际，比较合理。

(3)恰其嘎水文站“2016.6.15”大洪水实测洪峰流量为342 m3/s，调查洪峰流量为341 m3/s，洪峰流量调查值和断面实测流量值较为吻合，南部分支和北部分支的合成流量也和基本断面流量实测值较为接近，表明流量调查值和实测流量的吻合度较高。

5 结语

(1)恰其嘎水文站1-5月内上下游一共进行20次流量同步观测。迁移、原断面实测流量对比误差在±20%范围，迁移断面和原断面实测流量的相关系数达0.974 4，具有较好的相关性；

(2)因恰其嘎水文站迁移、原观测断面之间的高程基面不同，无法进行水位的同步观测，迁移断面的水位由4个观测断面水位按比例组成，水位涨落变化幅度较大；

(3)由于恰其嘎水文站原有观测断面冲淤变化幅度较大，水文测验工作受摆动剧烈水流影响较大，使得流量测定的精度较低，而迁移断面水量主要分布在河渠范围内，其水位流量关系较为稳定，使得流量测定精度得到提高。