孫立民,孫立國(guó),于建華,許延春
(哈爾濱水文局,哈爾濱151925)
泥沙測(cè)驗(yàn)是對(duì)河流泥沙進(jìn)行直接觀測(cè),懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)是泥沙測(cè)驗(yàn)內(nèi)容之一,目的是掌握河流測(cè)驗(yàn)斷面的懸移質(zhì)輸沙率及變化過(guò)程。由于輸沙率隨時(shí)變化,要直接施測(cè)其連續(xù)變化過(guò)程是很困難的。同時(shí)施測(cè)懸移質(zhì)輸沙率的工作量很大,為了減輕工作量,就以斷面平均含沙量與斷面上某測(cè)沙垂線(即單樣含沙量)建立相關(guān)關(guān)系。經(jīng)過(guò)分析確定出能代表斷面平均含沙量的測(cè)沙垂線,用來(lái)采取單樣含沙量,這樣即簡(jiǎn)單,又能控制含沙量隨時(shí)間變化過(guò)程,以較精確的方法施測(cè)一定數(shù)量的不同時(shí)期的斷面平均含沙量。
蓮花水文站始建于1957年,1969年由下游1 000 m處上遷至本斷面并更名為蓮花(二)站。蓮花(二)站位于哈同高速公路方正縣寶興鄉(xiāng)富祥村段,為螞蟻河下游的控制站,集水面積10 425 km2,距河口23 km。在斷面上1 200 m彎首處形成兩股水流,兩股水流之間是寬500 m,長(zhǎng)為1100 mr的夾心島,兩股水流在島上100 m處合成一股流。島下650 m又形成兩股水流至島下4 150 m處合成一股水流。中間為夾心島,河道兩岸為農(nóng)田,上游夾心島為草原,下游夾心島為灌木和農(nóng)田。
1)本站測(cè)驗(yàn)河段河床組成為細(xì)沙,影響本斷面因素主要是上游1 200 m彎道兩股水流,因兩水流在各自的彎道流向斷面100 m處合成一股水流流入本斷面,近幾年隨著農(nóng)田的開墾和采沙活動(dòng)的加劇,右股流河岸坍塌逐年加劇,造成夾心島從原來(lái)300 m寬淤積至現(xiàn)在500 m寬,隨著河岸的坍塌,右股流逐漸向右移,同時(shí)加寬加大。左股流逐漸變小。由于右股流的右移,在斷面右岸上游形成一個(gè)大彎道,在彎道和兩股水流作用下,蓮花(二)站斷面含沙量橫向分部隨著水位的漲落有著明顯的變化。
2)2010年蓮花(二)站共測(cè)得懸移質(zhì)輸沙率8次。根據(jù)各次垂線含沙量表繪制垂線平均含沙量與斷面平均含沙量關(guān)系圖(詳見表1、圖1)。因本站受兩股水流共同影響,斷面的含沙量隨著水位的漲落有著較大不同。水位在96.70 m以上時(shí),河流左側(cè)含沙量較大,水位在96.70 m以下時(shí),整個(gè)斷面的含沙量基本相同(詳見圖2)。從圖1中可以看出,選出一條測(cè)沙垂線與斷面平均含沙量比較,兩者間關(guān)系不穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)反復(fù)分析,最終確定130 m、260 m兩條測(cè)沙垂線作為蓮花(二)站的單樣取樣垂線。
表1 2010年蓮花(二)站垂線含沙量表
圖1 2010年蓮花(二)站單樣位置代表性分析
圖2 2010年蓮花(二)站單樣位置選擇性分析圖
蓮花(二)站的單樣平均含沙量與斷面平均含沙量比例系數(shù)為0.93~1.07。點(diǎn)繪單樣平均含沙量與斷面平均含沙量關(guān)系見圖3,從圖3中可看出,兩者之間關(guān)系比較穩(wěn)定,比例系數(shù)接近1.00。說(shuō)明兩條測(cè)沙垂線適合本站的單沙測(cè)驗(yàn)位置要求。
圖3 2010年蓮花(二)站單沙與斷沙關(guān)系分析
[1]中華人民共和國(guó)水利部.水文測(cè)驗(yàn)學(xué)[M].北京:水利電力出版社,1987.
[2]中華人民共和國(guó)水利部.河流懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,1992.