劉丙賀,白 寧,鞏軼歐
南岔水文站沙量間測可行性分析
劉丙賀,白 寧,鞏軼歐
(伊春水文局,黑龍江伊春153000)
水文站沙量間測工作是測站測驗手段改革創(chuàng)新的重要工作之一,可以精簡測驗工作量,提高測驗效率。文章通過對西南岔河南岔水文站2000—2013年實測沙量資料分析,歷年單斷關系與綜合單斷換算關系基本吻合,單斷沙關系線分析精度達到了間測輸沙率的要求,歷年單斷沙關系穩(wěn)定且成直線,滿足懸移質(zhì)輸沙率實行間測的規(guī)定。
懸移質(zhì)輸沙率;沙量間測;單斷沙;可行性分析
沙量間測是指根據(jù)測站歷年輸沙率和相應單位含沙量實測成果,按沙量級分為若干組,分別求出各組的相應單沙以及斷沙的平均值。用各組平均的單斷沙關系點,繪制綜合單斷沙關系線。將歷年單斷沙關系線與綜合單斷沙關系線比較分析,從而確定懸移質(zhì)輸沙率間測的可行性[1]。以便減少測驗次數(shù),增加工作效率。
南岔(二)水文站是湯旺河下游右岸一級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)。地理坐標為E129°15′,N47°08′。流域面積2 735 km2。河流全長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%;流量過程與降水量過程基本相應,徑流量年際變化相對較小,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較好,侵蝕能力較弱、含沙量相對較小。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t,輸沙量年內(nèi)分配與含沙量相似[2-3]。
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,見表1。
表1 南岔水文站歷年單斷沙成果表
2.2 單斷沙關系分析
根據(jù)表1資料,計算單次單斷沙關系換算系數(shù)k=Cs/C(Cs為斷沙,C為單沙),綜合單斷沙關系換算系數(shù)為0.997。將212次實測輸沙率資料按含沙量量級分成10個等級,見表2,繪制單斷沙關系相關圖(見圖1),從圖1可以看出,單斷沙關系為直線,相關系數(shù)R2=1,說明相關非常好,綜合單斷沙關系換算系數(shù)為0.9975,與算數(shù)平均法求得綜合單斷沙關系換算系數(shù)相同[4]。
表2 南岔站沙量量級劃分
圖1 南岔站歷年單斷沙關系綜合曲線
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系換算系數(shù)與綜合單斷沙關系換算系數(shù)0.9975的誤差計算結果見表3。
表3 南岔站單斷沙關系換算系數(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系換算系數(shù)與近14年泥沙資料綜合率定的單斷沙關系換算系數(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系換算系數(shù)采用0.9975。點繪綜合與歷年單斷沙關系圖,如圖2。可以看出,歷年單斷沙關系點與綜合單斷沙關系完全融合。
2.4 輸沙率測驗方法確定
根據(jù)分析,所得的綜合單斷沙關系換算系數(shù)與各年整編資料時所采用的單斷沙關系換算系數(shù)相比,其最大相對誤差為-2.25%,<±5%,滿足規(guī)范中要求技術指標[5]。由以上分析可知,南岔水文站懸移質(zhì)輸沙率測驗可以實行間測,間測期間只測單樣含沙量,在進行泥沙資料整編時可以用綜合單斷沙關系換算系數(shù)進行分析。
圖2 南岔站綜合與歷年單斷沙關系圖
通過對西南岔河南岔水文站歷年與綜合單斷沙關系分析,可以看出該站單斷沙關系穩(wěn)定成直線,歷年單斷沙關系點完全融合在綜合單斷沙關系中,因此,南岔水文站懸移質(zhì)輸沙率測驗可以實行間測。
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P931.3
B
1007-7596(2015)07-0041-03
2014-10-31
劉丙賀(1982-),男,黑龍江伊春人,工程師,從事水文預報和水文測驗工作;白寧(1981-),男,黑龍江伊春人,工程師,從事水文預報和水文測驗工作;鞏軼歐(1982-),女,黑龍江伊春人,工程師,從事水文預報和水文測驗工作。