雜谷腦站邊沙-單沙關系分析

朱 剛

（阿壩州水文水資源勘測局，四川 汶川 623000）

1 流域概況

雜谷腦河流域地處青藏高原向四川盆地過渡地帶，是川西北高原的東南緣。流域呈扇形，北、南、西三面是高山環繞。其西部及西北部以鷓鴣山和邛崍山與大渡河流域相鄰，北面以鷓鴣山支脈與岷江上游支流黑水河相隔，南部以邛崍山支脈為分水嶺，鄰接岷江支流草坡河、漁子溪。流域西面高、東面低，具有高原山地地貌和山區河流的特點。域內山巒起伏，山勢陡峻，流域上部海拔多在3000m以上，山腳壩以下開始進入峽谷，雜谷腦河穿行于崇山峻嶺之中，河谷深遂狹窄，河道灘多彎急。米亞羅至古爾溝一帶，河谷比較開闊，古爾溝以下又復入高山峽谷，河道狹窄，灘多彎急，河床深切，水流湍急，落差較大。雜谷腦河支流眾多，較大支流從上到下依次有十八拐溝、米亞羅溝、黃土梁溝、九架棚溝、梭羅溝及孟屯溝等。雜谷腦河流域處于青藏高原東部邊緣地帶，歷經多期強烈褶皺，形成高山高原峽谷。因屬褶皺構造，以地殼活動及各種應力地質作用，故巖層破碎，岸坡穩定性差，易發生滑坡、泥石流。崩塌體堆積坡麓多處可見，特別是古爾溝以下至汶川段更為突出，沿河為固體松散物堆積，巖石風化嚴重，植被覆蓋少，水土流失嚴重。流域內森林資源豐富，是岷江上游的主要林區之一，森林主要分布在米亞羅以上河源地帶、各支溝梭羅溝、孟屯溝等支流上，在60年代曾設立林場采伐林木，一度砍伐過量，致使水土流失嚴重，其后注意保護森林資源，森林覆蓋面積已逐漸增大，雜谷腦河及其支流分布的大面積森林，以及眾多的天然海子對徑流有一定的調節作用。

2 測站簡介

雜谷腦水文站地處阿壩藏族羌族自治州理縣雜谷腦鎮，地理位置于東經 103°09′，北緯 31°26′，集水面積 2404km2，距河口距離 56.0km。該站測驗河段順直長約300m，河寬約38m，斷面呈“U”字型，河床由沙卵石組成，兩岸系砂壤土，底坡較陡，高、中水略有沖淤。基本斷面上游約150m處有沙卵石灘，近年來逐漸向下延伸。基本斷面下游80～130m公路橋形成卡口，造成洪水期間壅水較高，對測驗河段有一定的控制作用。雜谷腦水文站為雜谷腦河出口主要控制水文站，主要測驗項目有：水位、流量、降水、單沙等。

3 樣本的采集與處理

3.1 取樣位置及容積

3.1.1 雜谷腦站邊沙取樣位置在基本水尺斷面岸邊，取樣相對水深為水面。該處為漿砌石堡坎，岸邊穩定，無回流、無死水、風浪小，滿足不同水位級邊沙的采集，保證了資料的連續性。

3.1.2 單沙取樣位置為基本水尺斷面13.0m一線0.6一點，該處所取單沙就有較好的代表性。單沙采樣器為橫式“1”型采樣器，容積1000ml。

3.1.3 該次分析中的邊沙與單沙單次取樣容量均為2000ml，保持資料的一致性，以滿足本次分析的要求。

3.2 取樣時期

自2009年5月～2010年8月,在取單位含沙量的同時，在邊沙取樣位置按固定的水樣容積采取水樣，為減少不確定因素和偶然誤差，水樣采取應注意如下事項：

3.2.1 水樣采取應采用固定容積，每次采樣容積應保持不變，以避免因容積不一致造成資料誤差，保持資料系列的一致性。邊沙用取樣桶取樣后，用量筒準確量取，保證取樣容量為2000ml。單沙取樣時應保證取樣器完好，內壁應光潔和無銹跡。儀器兩端口應保持瞬時同步關閉和不漏水。儀器容積應準確。儀器的筒身縱軸應與鉛魚縱軸平行，且不受鉛魚阻水影響。

3.2.2 邊沙取樣時間應注意與單沙量采樣時間一致，一般要求同時取樣.確保單次成果的質量。

3.2.3 邊沙取樣時，應避免環境影響。在遇惡劣天氣和受漂浮物較多影響時，應注意水樣采取的真實性。

3.2.4 兩者取樣時應做好原始的記載，水樣測次、澄樣桶編號等一一記載清楚，為以后分析提供可靠保障。

3.3 樣本處理及分析

3.3.1 樣本測取后，應沉淀5～7天后才能過濾。

3.3.2 嚴格執行操作規程，確保單次測驗成果的正確性。

3.3.3 邊沙資料單獨整理、計算、歸檔，要求測次標記準確，記載完整清晰、校核手續齊全。

3.3.4 在收集一定數量資料后，采用相關分析法，建立邊沙-單沙關系。

4 邊沙-單沙關系分析

雜谷腦站是二類泥沙精度水文站，取樣時間為2009年5月～2010年8月，在不同水位級收集邊沙-單沙試驗資料60次，含沙量變化范圍為 51.0～1630g/m3。

圖1 2009～2010年邊沙-單沙過程線圖

圖2 雜谷腦站邊沙-單沙相關圖

4.1 邊沙與單沙過程線比較

根據實測的60次邊沙與單沙資料，繪制邊沙-單沙過程線圖：通過分析比較，線型基本趨向一致，見圖1。

4.2 邊沙與單沙相關性分析

對2009年5月至2010年8月實測的60邊沙與單沙資料進行相關系，采用過原點的直線方程，獲得邊沙-單沙的相關直線方程式Cs單＝A*Cs邊，可以得出相關系數為1.034。關系圖見圖2。

4.3 誤差指標

4.3.1 通過相關系數的機誤和相關系數的比較來判斷相關關系是否存在。相關系數的機誤為：

|r|＞|4Er|時，相關關系存在。

4.3.2 分別對60次邊沙-單沙關系進行符號檢驗、適線檢驗、偏離數值檢驗，符號檢驗與偏離數值檢驗兩者檢驗合格，適線檢驗免檢。系統誤差為0.8%。

5 結論

根據雜谷腦水文站2009年5月～2010年8月所有實測資料，通過建立邊沙～單沙的相關關系.由邊沙推求單沙，經過分析計算和論證，方案是切實可行的。本次分析系數的原始數據含沙量范圍為51.0～1630g/m3之間，系數在含沙量51.0～1630g/m3之間有效，超出此范圍是需進一步進行對比觀測數據的搜集，以對該系數進行進一步的修訂。

本次分析由于對比觀測數據系列較短，得到的數據只能暫時使用，待進一步搜集到高沙的對比觀測數據后進一步修訂。

［1］中華人民共和國水利部.GB 50159—92河流懸移質泥沙測驗規范[S].1992.

［2］嚴義順.水文測驗學[M].北京:水利電力出版社.

［3］中華人民共和國水利部.SL247—1999水文資料整編規范[S].北京:中國水利水電出版社,2000.

［4］四川省阿壩州水文水資源勘測局.阿壩州水文志[M].成都:四川科學技術出版社,20077.