南水北调宝应抽水站流量定线方法探讨（水利）
王亚宾 钱睿智 王永东
（江苏省水文水资源勘测局扬州分局，江苏扬州 225002）
【摘 要】 本文以宝应抽水站为例，对临界扬程抽水站流量定线方法进行了研究。鉴于宝应抽水站扬程处于低扬程和高中扬程的分界处，根据实测流量资料，按照规范给定的低扬程和高中扬程抽水站流量定线方法，分别确定了该站的流量关系曲线，并对定线结果进行了检验和精度评定。结果表明两种定线方法均可行，且定线精度较高。通过本文研究，丰富了宝应抽水站的流量定线方法，为处于扬程分界处的抽水站流量定线提供了参考案例。
【关键词】 抽水站；流量；定线
中图分类号：TV123 文章编号：1005-4774( 2016) 05-0025-05
抽水站流量定线是水文资料整编内容之一，主要用于推算水量和泵站效率系数，是科学调度水资源和经济评价的重要技术手段。《水文资料整编规范》SL 247-2012给出了低扬程(0~6m)抽水站和高中扬程抽水站的流量计算公式和定线方法。实际中，有些抽水站的扬程处于低扬程和高中扬程的分界处，这种临界扬程抽水站该如何进行流量定线尚待研究，例如南水北调宝应抽水站（下称宝应站）设计扬程7. 6m，实际运行扬程在6m左右，本文试用低扬程和高中扬程两种定线方法对宝应站进行流量定线，希望达到丰富该站流量定线方法的目的。
2. 研究方法
2.1 宝应站概况
宝应站位于江苏省扬州市宝应县范水镇，是南水北调东线一期工程的水源工程，主要作用是与江都抽水站组成第一级抽水站，也可以抽排里下河地区涝水。该站站上通过引河与京杭大运河相连，站下通过潼河与里下河地区水网沟通，设计流量100m3/s，设计扬程7. 6m，选用3500HDQ-7.6型立式导叶式液压全调节混流泵，配TL-3400/48立式同步电动机4台套（3主1备），总装机容量13600kW。2005年10月，该站通过试运行验收。
2.2流量测验
2014年5月南水北调东线全线试通水和8月南四湖生态应急调水期间，江苏省水文水资源勘测局扬州分局在宝应站进行，了流量测验。测流断面位于该站下游河道顺直、水流平稳处，测流采用600Hz走航式AD-CP；水尺断面位于该站上、下游水流平稳处，水位观测采用固态存储水位计；泵机开机台数和功率在该站运行管理系统上抄录。流量测验执行《声学多普勒流量测验规范》SL 337-2006，测验成果见表1。
两次测验实测流量共35次，扬程范围4. 91~6. 5m，流量范围32.7~107m3/s，开机台数1～3台，基本包含了该站不同的运行状态，测点分布合理，测验资料满足《水文资料整编规范》中流量定线的要求。
2.3 低扬程抽水站定线
根据《水文资料整编规范》，低扬程抽水站流量定线采用指数函数法，流量计算公式为：
a．分析h~( Q/N)关系。根据流量测验资料，计算各测次的扬程h和Q／Ⅳ，绘制h~( Q/N)关系线图，如图1所示。
据图1定出h~( Q/N)关系线，为：
d．检验与评定。按照《水文资料整编规范》要求，流量关系曲线为单一曲线，且测点在10个以上者，应做符号检验、适线检验和偏离数值检验，当检验结果均接受原假设时，才能认为定线合理。
采用南方片水文资料整编系统SHDP2.0，对宝应站流量关系曲线[式(4)]进行上述三项检验，结果见表2。
由表2可见，该流量关系曲线的三项检验全部通过，说明定线合理。
《水文资料整编规范》规定电力抽水站以电功率作参数的流量关系曲线精度同堰闸站，其中一类精度水文站定线精度指标为随机不确定度10%，系统误差±2%。该流量关系曲线的随机不确定度为6%，系统误差为0.2%，满足一类精度水文站定线精度指标要求，表明该流量关系曲线精度较高。
2.4 高中扬程抽水站定线
根据规范，高中扬程抽水站流量定线采用效率法，流量计算公式为：
b．流量计算公式。将式(6)代入式(5)，得到宝应站流量关系曲线：
c．检验与评定。采用南方片水文资料整编系统SHDP2.0，对宝应站流量关系曲线[式(7)]进行符号检验、适线检验和偏离数值检验，结果见表3。
由表3可见，该流量关系曲线的三项检验全部通过，说明定线合理。
该流量关系曲线的随机不确定度为5. 4%，系统误差为0，满足一类精度水文站定线精度指标要求，表明该流量关系曲线精度较高。
3 应用与分析
根据宝应站流量关系曲线式(4)和式(7)分别计算各测次流量，并与实测流量进行比较，结果见表4。
在生产中，尚需以实测流量对关系曲线进行检验，以保证其准确可靠，当发现不合理现象时，可从流量测验和机组状态变化等方面分析原因，对流量关系曲线进行调整，直到满足规范要求为止。当推求流量在测点范围内时，其精度稳定可靠，而在测点范围外推流量，其精度无法保障，需谨慎使用，此种情况可通过增加不同工况的实测流量资料，而扩大和完善流量关系曲线的适用范围。
4结论
本文对宝应站按低扬程和高中扬程分别进行了流量定线，两条曲线均通过了三项检验，且精度较高，表明两种定线方法均可行，达到了丰富该站流量定线方法的目的。两种定线方法均涉及扬程h、电功率N和实测流量Q，提高流量测验精度，有利于保证流量定线精度和推流精度。机组效率与机组的调试、运行和维修等运行条件密切相关，当运行条件发生变化时，会引起机组效率的变化，从而影响流量曲线的准确度，因此要加强水文测验部门和抽水站运行管理部门之间的沟通，以确保流量关系曲线有效，从而达到水资源计量精准的目标。
