懸移質(zhì)泥沙資料整編方法新舊規(guī)范對(duì)比

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(cè)站暫行規(guī)范》（1956年）、《水文測(cè)驗(yàn)試行規(guī)范》（1974年）和《水文測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差及隨機(jī)不確定度的計(jì)算公式，測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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”。可以理解為計(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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)次數(shù)量、單一測(cè)次相應(yīng)粒徑級(jí)的數(shù)量相關(guān)。一般1個(gè)測(cè)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(cè)次數(shù)要求相應(yīng)減少。

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

GB50159-92《河流懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)規(guī)范》3.2.1規(guī)定的懸移質(zhì)輸沙率測(cè)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(cè)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(cè)斷面平均含沙量(顆粒級(jí)配)過程線法是測(cè)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(cè)斷面平均含沙量過程線法和實(shí)測(cè)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(cè)單顆過程線法

使用實(shí)測(cè)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(cè)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(cè)斷面平均含沙量過程線法和實(shí)測(cè)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(cè)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(cè)單顆過程數(shù)據(jù)進(jìn)行資料整編的實(shí)測(cè)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(cè)站使用流量加權(quán)第一種方法，個(gè)別測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)斷顆測(cè)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(cè)斷顆測(cè)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(cè)斷顆是不合理的，因?yàn)橥魄髷囝w與實(shí)測(cè)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(cè)斷顆資料，應(yīng)將實(shí)測(cè)斷顆成果作為一個(gè)單顆測(cè)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(cè)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(cè)斷顆測(cè)次成果參加日平均值的計(jì)算。因?yàn)閷?shí)測(cè)斷顆和實(shí)測(cè)單顆均屬實(shí)測(cè)系列資料序列，實(shí)測(cè)斷顆數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)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(cè)驗(yàn)手冊(cè)》（第二冊(cè)）規(guī)定公式。

10 明確實(shí)測(cè)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(cè)相應(yīng)單顆不參加資料整編的情況。SL247-2012強(qiáng)調(diào)實(shí)測(cè)相應(yīng)單顆應(yīng)以單顆的角度參加資料整編，與實(shí)測(cè)懸移質(zhì)輸沙率資料整編情況相同。實(shí)測(cè)懸移質(zhì)輸沙率顆粒級(jí)配測(cè)驗(yàn)中相應(yīng)單顆其實(shí)質(zhì)就是實(shí)測(cè)單顆，且與實(shí)測(cè)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)。