劉丙賀，白 寧，鞏軼歐

南岔水文站沙量間測(cè)可行性分析

劉丙賀，白 寧，鞏軼歐

（伊春水文局，黑龍江伊春153000）

水文站沙量間測(cè)工作是測(cè)站測(cè)驗(yàn)手段改革創(chuàng)新的重要工作之一，可以精簡(jiǎn)測(cè)驗(yàn)工作量，提高測(cè)驗(yàn)效率。文章通過(guò)對(duì)西南岔河南岔水文站2000—2013年實(shí)測(cè)沙量資料分析，歷年單斷關(guān)系與綜合單斷換算關(guān)系基本吻合，單斷沙關(guān)系線分析精度達(dá)到了間測(cè)輸沙率的要求，歷年單斷沙關(guān)系穩(wěn)定且成直線，滿足懸移質(zhì)輸沙率實(shí)行間測(cè)的規(guī)定。

懸移質(zhì)輸沙率；沙量間測(cè)；單斷沙；可行性分析

0 前 言

沙量間測(cè)是指根據(jù)測(cè)站歷年輸沙率和相應(yīng)單位含沙量實(shí)測(cè)成果，按沙量級(jí)分為若干組，分別求出各組的相應(yīng)單沙以及斷沙的平均值。用各組平均的單斷沙關(guān)系點(diǎn)，繪制綜合單斷沙關(guān)系線。將歷年單斷沙關(guān)系線與綜合單斷沙關(guān)系線比較分析，從而確定懸移質(zhì)輸沙率間測(cè)的可行性［1］。以便減少測(cè)驗(yàn)次數(shù)，增加工作效率。

1 流域概況

南岔（二）水文站是湯旺河下游右岸一級(jí)支流西南岔河的出口控制站，位于黑龍江省伊春市南岔區(qū)。地理坐標(biāo)為E129°15′，N47°08′。流域面積2 735 km2。河流全長(zhǎng)121 km，河寬80～180 m，河床由粗沙卵石組成，河床穩(wěn)定。右岸有一較大支流永翠河匯入斷面以上河長(zhǎng)106 km，至河口的距離為15 km，集水面積為2 582 km2。

1.1 徑流特性

流域內(nèi)多年平均降水量630.5 mm，降水量垂直變化不顯著，隨海拔高程的升高降水量略增大，最大變幅＜20%。在季風(fēng)氣候的影響下，降水量的年內(nèi)分配不均，主要降水集中在6～9月，其占年降水量的73.0%～87.2%；流量過(guò)程與降水量過(guò)程基本相應(yīng)，徑流量年際變化相對(duì)較小，歷年最大年徑流15.73億m3，最小年徑流2.59億m3，最大流量為1 630 m3／s，最小流量為0 m3／s。

1.2 泥沙特性

西南岔河上游植被相對(duì)較好，侵蝕能力較弱、含沙量相對(duì)較小。南岔水文站多年平均含沙量31g／m3。含沙量主要分布在6—8月洪水期，10月—次年3月間由于降水稀少，河道流量小，挾沙能力弱，含沙量幾乎為零。含沙量年際變化較大，年平均含沙量最大為74 g／m3，最小為9 g／m3；歷年最大含沙量為5 370 g／m3，最小含沙量為零。輸沙率與含沙量分布相似，多年平均輸沙率1.63 kg／s，年平均輸沙率最大為6.270 kg／s，最小為0.084 kg／s。多年平均輸沙量5.18萬(wàn)t，輸沙量年內(nèi)分配與含沙量相似［2-3］。

2 單斷沙關(guān)系分析

2.1 資料選取

選取南岔水文站2000—2013年近14 a共212份單斷沙資料，見(jiàn)表1。

表1 南岔水文站歷年單斷沙成果表

2.2 單斷沙關(guān)系分析

根據(jù)表1資料，計(jì)算單次單斷沙關(guān)系換算系數(shù)k＝Cs／C（Cs為斷沙，C為單沙），綜合單斷沙關(guān)系換算系數(shù)為0.997。將212次實(shí)測(cè)輸沙率資料按含沙量量級(jí)分成10個(gè)等級(jí)，見(jiàn)表2，繪制單斷沙關(guān)系相關(guān)圖（見(jiàn)圖1），從圖1可以看出，單斷沙關(guān)系為直線，相關(guān)系數(shù)R2＝1，說(shuō)明相關(guān)非常好，綜合單斷沙關(guān)系換算系數(shù)為0.9975，與算數(shù)平均法求得綜合單斷沙關(guān)系換算系數(shù)相同［4］。

表2 南岔站沙量量級(jí)劃分

圖1 南岔站歷年單斷沙關(guān)系綜合曲線

2.3 成果分析

南岔水文站2008年—2013年在水文資料整編中所采用的單斷沙關(guān)系換算系數(shù)與綜合單斷沙關(guān)系換算系數(shù)0.9975的誤差計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 南岔站單斷沙關(guān)系換算系數(shù)誤差

從表3可以看出，2008年至2013年泥沙資料整編所采用單斷沙關(guān)系換算系數(shù)與近14年泥沙資料綜合率定的單斷沙關(guān)系換算系數(shù)0.9975相比，最大誤差為0.0205，最小為-0.0025；因此確定綜合單斷沙關(guān)系換算系數(shù)采用0.9975。點(diǎn)繪綜合與歷年單斷沙關(guān)系圖，如圖2。可以看出，歷年單斷沙關(guān)系點(diǎn)與綜合單斷沙關(guān)系完全融合。

2.4 輸沙率測(cè)驗(yàn)方法確定

根據(jù)分析，所得的綜合單斷沙關(guān)系換算系數(shù)與各年整編資料時(shí)所采用的單斷沙關(guān)系換算系數(shù)相比，其最大相對(duì)誤差為-2.25%，＜±5%，滿足規(guī)范中要求技術(shù)指標(biāo)［5］。由以上分析可知，南岔水文站懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)可以實(shí)行間測(cè)，間測(cè)期間只測(cè)單樣含沙量，在進(jìn)行泥沙資料整編時(shí)可以用綜合單斷沙關(guān)系換算系數(shù)進(jìn)行分析。

圖2 南岔站綜合與歷年單斷沙關(guān)系圖

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)西南岔河南岔水文站歷年與綜合單斷沙關(guān)系分析，可以看出該站單斷沙關(guān)系穩(wěn)定成直線，歷年單斷沙關(guān)系點(diǎn)完全融合在綜合單斷沙關(guān)系中，因此，南岔水文站懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)可以實(shí)行間測(cè)。

［1］劉勇勝，陳沈良，李九發(fā).黃河入海水沙通量變化規(guī)律［J］.海洋通報(bào)，2005（06）：1-8.

［2］張黎，劉冬梅.圖們江年輸沙量的估算及下游河道沖淤治理措施［J］.吉林水利，2002（06）：25-26.

［3］李文文，傅旭東，吳文強(qiáng)，吳保生.黃河下游水沙突變特征分析［J］.人民黃河，2012（10）：19-20.

［4］齊梅蘭，戴會(huì)超.嘉陵江流域水沙變化趨勢(shì)及其對(duì)長(zhǎng)江宜昌站的影響［J］.水利水電技術(shù)，2005（06）：25-27.

［5］汪洪能.長(zhǎng)江城螺河段水沙變化趨勢(shì)研究［J］.邵陽(yáng)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005（04）：95-99.

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1007-7596（2015）07-0041-03

2014-10-31

劉丙賀（1982-），男，黑龍江伊春人，工程師，從事水文預(yù)報(bào)和水文測(cè)驗(yàn)工作；白寧（1981-），男，黑龍江伊春人，工程師，從事水文預(yù)報(bào)和水文測(cè)驗(yàn)工作；鞏軼歐（1982-），女，黑龍江伊春人，工程師，從事水文預(yù)報(bào)和水文測(cè)驗(yàn)工作。