拉曲（三）水文站單樣含沙量采樣位置分析報(bào)告

呂海金 鄭雁莉

摘 要：根據(jù)有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，新設(shè)水文站必須進(jìn)行分析流速系數(shù)、單樣含沙量采樣位置等水文測驗(yàn)試驗(yàn)研究工作，以便提高水文測驗(yàn)質(zhì)量和減輕水文測驗(yàn)工作。鑒于此，通過對拉曲（三）水文站2016年所收集的16次單樣含沙量及對應(yīng)的輸沙率資料進(jìn)行分析，初步確定單樣含沙量采樣位置，為以后其它水文試驗(yàn)研究分析提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：拉曲（三）水文站；含沙量；輸沙率；單樣位置

1 基本情況

1.1 測站概況

拉曲（三）水文站位于青海省海南藏族自治州貴南縣芒曲鎮(zhèn)河州村，距西寧市約260km。地理坐標(biāo)為東經(jīng)：100°44′36.5″、 北緯：35°35′21.56″。海拔3040米。 河流的集水面積為1677km2，距河口距離51.1km，控制河長92.2km。

1.2 流域概況

茫拉河是黃河右岸一級支流，全長143.3千米，流域面積3002平方千米，多年平均流量4.83立方米/秒，多年平均徑流量1.334億立方米。流域內(nèi)植被較好，除支流賽恰曲及哈拉河源頭有灌木林外，其余均為草地。水量經(jīng)砂礫層調(diào)蓄，較為穩(wěn)定。

2 測驗(yàn)情況

該站是省級重要水文站、省級報(bào)汛站、屬二類精度流量站，二類精度泥沙站。測驗(yàn)河段位于上下彎道之間，順直長度約60m，基上左岸10m處有一污水口，基下10m處有一座橋，橋背水面有一圍堰。河床系砂卵石、沙礫石組成，兩岸為護(hù)岸，斷面為寬淺式河道，斷面較穩(wěn)定。水位觀測設(shè)備有雷達(dá)自記水位計(jì)、直立式水尺和矮樁式水尺，流速測驗(yàn)設(shè)施為水文纜車，泥沙測驗(yàn)設(shè)施為橫式采樣器。

3 資料收集情況

本站1962年7月1日由青海省貴南縣人民委員會設(shè)立為水文站，1964年1月由青海省水文總站領(lǐng)導(dǎo)。1967年8月1日基本斷面上遷3.4km為拉曲（二），1973年又遷回原斷面觀測，1995年1月設(shè)為洪水調(diào)查站，1995年8月領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)更名為青海省水文水資源勘測局，2016年1月拉曲（二）站斷面上遷1.5km，為拉曲（三）站。2016年實(shí)測最大流量25.3m3/s，最小流量2.88m3/s，實(shí)測最大單沙4.56kg/m3，實(shí)測輸沙率水位變幅在2997.43～2998.18m。

茫拉河上游多為山地、草原，有部分農(nóng)田，全流域植被較好，使得含沙量變得很小。

4 基本分析資料

根據(jù)拉曲（三）水文站任務(wù)書，拉曲（三）站屬二類精度流量、泥沙站。本次分析的2016年16次對比觀測資料中包含了各級水位、不同流量級的資料。2016年實(shí)測最大流量25.3m3/s，最小流量2.88m3/s，實(shí)測最大單沙4.56kg/m3，實(shí)測輸沙率水位變幅在2997.43～2998.18m。

單沙測驗(yàn)位置的確定。

4.1 繪制垂線平均含沙量沿河寬的分布模比圖

根據(jù)拉曲（三）站2016年16次泥沙實(shí)測數(shù)據(jù)資料，通過如下公式進(jìn)行計(jì)算：

K=Csm/Cs

式子中，K為模比系數(shù)；Csm為第i條垂線平均含沙量（kg/m3）；Cs為斷面平均含沙量（kg/m3）。計(jì)算出K值以后，以斷面起點(diǎn)距為橫坐標(biāo)，系數(shù)k為縱坐標(biāo)，點(diǎn)繪k沿河寬的分布圖，由圖中可看出：系數(shù)K在起點(diǎn)距18.0 m處點(diǎn)子相對均勻集中于系數(shù)1.00上下，且在0.96～1.05之間，符合二類精度站的采樣要求。這說明單樣含沙量在該起點(diǎn)距處是具有很好代表性的。

4.2 建立單―斷沙關(guān)系圖進(jìn)行相關(guān)性分析

根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)點(diǎn)繪關(guān)系圖，可看出上圖是一條45°角的直線，關(guān)系點(diǎn)基本在線上，相關(guān)性較好。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析誤差計(jì)算方法，算出定線系統(tǒng)誤差δ以及測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差Se。相關(guān)計(jì)算公式如下：

X′c=2Se

上式中，X′c為置信水平為95%的隨機(jī)不確定度（%）；Se為測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差（%）。通過計(jì)算出X′c的值以后，對18m處的關(guān)系線進(jìn)行符號、適線、偏離值檢驗(yàn)，通過檢驗(yàn)可知，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足《SL247―1999水文資料整編規(guī)范》2.3.4條2.4.1.5條之技術(shù)規(guī)定。由此可推斷拉曲（三）站泥沙測驗(yàn)中，在起點(diǎn)距18.0 m位置取單沙并作為單沙取樣代表垂線是合理的。

5 誤差來源及控制

由于泥沙測驗(yàn)儀器的性能差，泥沙數(shù)據(jù)處理手續(xù)繁多，實(shí)測懸移質(zhì)數(shù)據(jù)常有一定的誤差，如在高水取樣時(shí)，由于水流湍急和紊流作用，采樣器在水流沖擊下，偏離目的起點(diǎn)距位置或斷面位置，造成定位誤差。因此在水面較寬的高洪時(shí)，應(yīng)增加斷沙測驗(yàn)垂線和測次，使斷沙盡量接近真值；認(rèn)真學(xué)習(xí)規(guī)范，提高對各種儀器的操作熟練程度，測驗(yàn)完成后及時(shí)分析造成數(shù)據(jù)誤差的相關(guān)原因，使得測量值更接近于實(shí)際值。

6 結(jié)語

根據(jù)測站特性和精度要求，起點(diǎn)距18.0m與其他垂線相比，具有更好的相關(guān)性和代表性，并且斷面在高、中、低水位時(shí)，主流在18.0 m處集中，可以采用固定垂線一點(diǎn)法取樣的方法；標(biāo)準(zhǔn)差與隨機(jī)不確定度的值，達(dá)到了《河流懸移質(zhì)泥沙測驗(yàn)規(guī)范》的要求。由于拉曲（三）站是新建站，本次分析所收集的資料只有2016年16次輸沙資料，待收集更多的資料后才能更系統(tǒng)合理的確定拉曲（三）站的單沙取樣位置。

參考文獻(xiàn)：

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[2]SL2471999.水文資料整編規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2000.