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懸移質(zhì)泥沙資料整編方法新舊規(guī)范對(duì)比

2018-04-18 08:46郭寶群
東北水利水電 2018年9期
關(guān)鍵詞:懸移質(zhì)過程線泥沙

郭寶群

(黃河水利委員會(huì)水文局,河南 鄭州 450004)

懸移質(zhì)泥沙資料包括懸移質(zhì)輸沙率資料和懸移質(zhì)泥沙顆粒級(jí)配資料兩部分。涉及懸移質(zhì)泥沙資料整編方法的規(guī)范有《水文測站暫行規(guī)范》(1956年)、《水文測驗(yàn)試行規(guī)范》(1974年)和《水文測驗(yàn)手冊(cè)》(第二冊(cè)、第三冊(cè),1975年)、SD244-87《水文年鑒編印規(guī)范》、SL247-1999《水文資料整編規(guī)范》和SL247-2012《水文資料整編規(guī)范》。為了更好的學(xué)習(xí)和貫徹規(guī)范,本文將SL247-1999和SL247-2012中懸移質(zhì)泥沙資料整編方法的主要不同之處列出,供參考。

1 更正計(jì)算方法

SL247-2012,增加了懸移質(zhì)單斷顆關(guān)系曲線計(jì)算實(shí)測點(diǎn)對(duì)關(guān)系線的標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式和系統(tǒng)誤差指標(biāo),明確懸移質(zhì)泥沙顆粒級(jí)配誤差以小于某粒徑沙量百分?jǐn)?shù)的絕對(duì)值表示。

水文測驗(yàn)規(guī)范及SL247-1999之前,整編規(guī)范對(duì)泥沙顆粒級(jí)配誤差的規(guī)定。GB50159-92《河流懸移質(zhì)泥沙測驗(yàn)規(guī)范》3.4.3“斷面平均各粒徑級(jí)的累積沙重百分?jǐn)?shù)絕對(duì)誤差的不確定度:一、二類站應(yīng)小于6,三類站應(yīng)小于9。各類站的系統(tǒng)誤差,粗沙部分應(yīng)在±2.0%以內(nèi),細(xì)沙部分應(yīng)在±3.0%以內(nèi)”。SL42-2010《河流泥沙顆粒分析規(guī)程》7.1.3“泥沙級(jí)配的基本誤差應(yīng)采用小于某粒徑級(jí)級(jí)配成果的絕對(duì)誤差”。SD244-87《水文年鑒編印規(guī)范》2.12.3“1.單一曲線定線條件:單斷顆關(guān)系比較穩(wěn)定,關(guān)系點(diǎn)密集成一帶狀,各粒徑級(jí)都有75%以上的關(guān)系點(diǎn)子與關(guān)系曲線偏離在±10%以內(nèi)(絕對(duì)差)”。上述規(guī)范明確泥沙顆粒級(jí)配誤差均以小于某粒徑沙量百分?jǐn)?shù)的絕對(duì)值表示。

SL247-1999規(guī)定及“《水文資料整編規(guī)范》SL 247-1999講義”有關(guān)說明。SL247-1999 2.3定線精度,對(duì)水位流量關(guān)系曲線、懸移質(zhì)泥沙關(guān)系曲線和懸移質(zhì)單斷顆關(guān)系曲線法的測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差及隨機(jī)不確定度的計(jì)算公式及方法進(jìn)行規(guī)定。在2.3.1水位流量關(guān)系曲線內(nèi)容中,列出測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差及隨機(jī)不確定度的計(jì)算公式,測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算為相對(duì)誤差。2.3.4懸移質(zhì)泥沙關(guān)系曲線和2.3.5懸移質(zhì)單斷顆關(guān)系曲線的有關(guān)要求列在之后,僅列出定線精度要求,未列計(jì)算方法及公式,從本節(jié)條款的內(nèi)容及編排順序關(guān)系,可以理解為其關(guān)系線測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差及隨機(jī)不確定度的計(jì)算方法要求同2.3.1水位流量關(guān)系曲線的有關(guān)要求,標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算均使用相對(duì)誤差,僅是定線精度要求不同?!啊端馁Y料整編規(guī)范》SL247-1999講義”為2001年全國水文資料整編技術(shù)研討班貫規(guī)培訓(xùn)教材。其3.8.2“(1)單斷顆關(guān)系曲線的建立與確定。一條曲線的測點(diǎn)有10個(gè)以上時(shí),要進(jìn)行定線精度評(píng)估和合理性檢驗(yàn),方法同本講義3.7.3章節(jié)。只注意類似(3.7.3—1)式計(jì)算相對(duì)誤差時(shí),對(duì)同一單顆百分?jǐn)?shù)分別用實(shí)測點(diǎn)的斷顆百分?jǐn)?shù)和線上查讀的斷顆百分?jǐn)?shù)。如對(duì)某一42%的單顆點(diǎn),實(shí)測斷顆為40%,線上斷顆為44%,則相對(duì)誤差為。這里分子、分母的百分?jǐn)?shù)和誤差的百分?jǐn)?shù)意義不同”??梢岳斫鉃橛?jì)算舉例中分子和分母中含有的百分號(hào)為懸移質(zhì)泥沙顆粒級(jí)配小于某粒徑沙重的百分?jǐn)?shù),-9.1%中的百分號(hào)為相對(duì)誤差的百分號(hào),強(qiáng)調(diào)了懸移質(zhì)單斷顆關(guān)系曲線的精度評(píng)價(jià)與講義中3.7.3懸移質(zhì)單斷沙關(guān)系曲線的精度評(píng)價(jià)方法相同,誤差表示使用相對(duì)誤差,與水文測驗(yàn)規(guī)范及SL247-1999之前的整編規(guī)范對(duì)泥沙顆粒級(jí)配誤差的表示相悖。

2 增加了單斷沙關(guān)系線和單斷顆關(guān)系線的繪制要求

單斷沙關(guān)系曲線法和單斷顆關(guān)系曲線是目前測站應(yīng)用最多的方法。SL247-1999在3.4.2規(guī)定了水位流量關(guān)系線繪制要求,而未規(guī)定單斷沙關(guān)系線和單斷顆關(guān)系線的繪制要求,故SL247-2012增加了這兩種關(guān)系曲線的繪制要求。

3 調(diào)整了單斷顆關(guān)系曲線檢驗(yàn)的測次數(shù)量要求

SL247-2012調(diào)整為7次以上,SL247-1999規(guī)定10次以上。在單斷顆關(guān)系中,關(guān)系點(diǎn)據(jù)與水位流量或單斷沙關(guān)系相比有其特殊性,其點(diǎn)據(jù)數(shù)量與測次數(shù)量、單一測次相應(yīng)粒徑級(jí)的數(shù)量相關(guān)。一般1個(gè)測次包含有5個(gè)及以上粒徑級(jí)的關(guān)系點(diǎn)參加關(guān)系線定線與檢驗(yàn),因此對(duì)測次數(shù)要求相應(yīng)減少。

4 增加整編方法實(shí)測斷面平均含沙量過程線法及實(shí)測斷面平均顆粒級(jí)配過程線法

GB50159-92《河流懸移質(zhì)泥沙測驗(yàn)規(guī)范》3.2.1規(guī)定的懸移質(zhì)輸沙率測驗(yàn)方法有斷面平均含沙量過程線法、單斷沙關(guān)系線、單斷沙關(guān)系比例系數(shù)過程線法和流量輸沙率關(guān)系曲線法。3.2.3規(guī)定懸移質(zhì)輸沙率顆粒級(jí)配測驗(yàn)方法有斷面平均顆粒級(jí)配過程線法和單斷顆關(guān)系線法。證明實(shí)測斷面平均含沙量(顆粒級(jí)配)過程線法是測驗(yàn)基本方法之一,并在實(shí)際工作中應(yīng)用。SL247-1999資料整編方法中沒有實(shí)測斷面平均含沙量過程線法和實(shí)測斷面平均顆粒級(jí)配過程線法,因此SL247-2012增補(bǔ)這兩種整編方法及適用條件。

5 更改了“近似法”的稱謂,增加了整編方法實(shí)測單顆過程線法

使用實(shí)測單沙過程數(shù)據(jù)進(jìn)行資料整編的方法,SL247-1999稱謂為近似法,SL247-2012更名為實(shí)測單沙過程線法,更能體現(xiàn)出其方法的實(shí)質(zhì),并與類似整編方法實(shí)測斷面平均含沙量過程線法和實(shí)測斷面平均顆粒級(jí)配過程線法命名一致。

實(shí)際工作中有應(yīng)用實(shí)測單顆過程數(shù)據(jù)進(jìn)行資料整編的情況,SL247-1999中未規(guī)定,SL247-2012增加了使用實(shí)測單顆過程數(shù)據(jù)進(jìn)行資料整編的實(shí)測單顆過程線法及適用條件。

6 增加了計(jì)算日平均輸沙率的流量加權(quán)第三種方法及要求

SL247-2012增加了計(jì)算日平均輸沙率的流量加權(quán)第三種方法(也稱積分法),對(duì)使用整匯編系統(tǒng)進(jìn)行資料整編時(shí),日平均輸沙率計(jì)算方法應(yīng)采用積分法。

執(zhí)行SL247-1999期間,整匯編系統(tǒng)進(jìn)行資料整編均使用流量加權(quán)法,如南(北)方水文資料整匯編系統(tǒng),將流量加權(quán)第一、二種方法均列入,供使用者選擇。大多數(shù)測站使用流量加權(quán)第一種方法,個(gè)別測區(qū)使用流量加權(quán)第二種方法,但存在計(jì)算方法不統(tǒng)一,計(jì)算成果有差異。

從積分法、流量加權(quán)第二種法、流量加權(quán)第一種法,以及面積包圍法、算術(shù)平均法、斷沙或單沙及插補(bǔ)值代表法等比較,其計(jì)算結(jié)果有算法依次簡化、精度依次降低的特點(diǎn),積分法可作為衡量其它各種方法計(jì)算誤差的標(biāo)準(zhǔn)。隨著整匯編軟件的統(tǒng)一和計(jì)算機(jī)性能的提高,在計(jì)算方法上采用誤差較小的積分法是需要和可行的。為統(tǒng)一整編軟件系統(tǒng)的計(jì)算方法,故SL247-2012規(guī)定使用積分法的計(jì)算方法公式及條件??紤]到積分法相對(duì)其他方法算法較復(fù)雜,數(shù)據(jù)計(jì)算工作量大,故在手工整編時(shí)作為可選項(xiàng)。

7 明確日平均懸移質(zhì)顆粒級(jí)配計(jì)算要求

SL247-2012對(duì)使用整匯編系統(tǒng)進(jìn)行資料整編時(shí)是否計(jì)算日平均顆粒級(jí)配作統(tǒng)一要求,即采用整匯編系統(tǒng)進(jìn)行資料整編時(shí),應(yīng)計(jì)算日平均顆粒級(jí)配成果;日平均顆粒級(jí)配成果表是否輸出,按整匯編單位要求進(jìn)行;對(duì)不使用整匯編系統(tǒng)進(jìn)行資料整編的,可不計(jì)算日平均顆粒級(jí)配,以減少計(jì)算工作量。

SL247-1999規(guī)定要求為整編日平均顆粒級(jí)配的測站,月平均顆粒級(jí)配用日平均參加計(jì)算;不要求整編日平均顆粒級(jí)配的測站,不計(jì)算日平均顆粒級(jí)配,月平均顆粒級(jí)配使用瞬時(shí)值計(jì)算,其計(jì)算步驟、方法不統(tǒng)一。

8 明確實(shí)測斷顆測次成果直接插入計(jì)算日平均顆粒級(jí)配的具體要求

SL247-1999規(guī)定實(shí)測斷顆測次成果可以直接插入?yún)⒓尤掌骄挠?jì)算,實(shí)際整編工作中,是否插入由整編單位自行確定。對(duì)于使用推求斷顆數(shù)據(jù)資料進(jìn)行資料整編,插入實(shí)測斷顆是不合理的,因?yàn)橥魄髷囝w與實(shí)測斷顆是兩個(gè)系列資料數(shù)據(jù),推求斷顆資料更具有代表性。

SL247-2012規(guī)定當(dāng)有推求斷顆系列資料時(shí),不應(yīng)直接插入實(shí)測斷顆資料,應(yīng)將實(shí)測斷顆成果作為一個(gè)單顆測次,經(jīng)單斷顆關(guān)系線推求斷顆,再參加日平均的計(jì)算。

對(duì)于使用實(shí)測單顆過程數(shù)據(jù)資料進(jìn)行資料整編的,可直接插入實(shí)測斷顆測次成果參加日平均值的計(jì)算。因?yàn)閷?shí)測斷顆和實(shí)測單顆均屬實(shí)測系列資料序列,實(shí)測斷顆數(shù)據(jù)與實(shí)測單顆數(shù)據(jù)相比,相對(duì)精度要高。

9 修訂懸移質(zhì)泥沙顆粒級(jí)配平均粒徑計(jì)算公式

SL247-2012懸移質(zhì)泥沙顆粒級(jí)配平均粒徑計(jì)算公式采用SL42—92、SL42—2010《河流泥沙顆粒分析規(guī)程》推薦,使泥沙顆粒級(jí)配分析與資料整編規(guī)范之間的規(guī)定銜接和統(tǒng)一。SL247-1999采用的公式為《水文測驗(yàn)手冊(cè)》(第二冊(cè))規(guī)定公式。

10 明確實(shí)測相應(yīng)單顆應(yīng)作為單顆參加資料整編

在實(shí)際整編工作中,有實(shí)測相應(yīng)單顆不參加資料整編的情況。SL247-2012強(qiáng)調(diào)實(shí)測相應(yīng)單顆應(yīng)以單顆的角度參加資料整編,與實(shí)測懸移質(zhì)輸沙率資料整編情況相同。實(shí)測懸移質(zhì)輸沙率顆粒級(jí)配測驗(yàn)中相應(yīng)單顆其實(shí)質(zhì)就是實(shí)測單顆,且與實(shí)測斷面平均顆粒級(jí)配對(duì)應(yīng),建立單斷顆關(guān)系的特點(diǎn)。

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