棗園水文站歷年單斷沙關系分析

【摘要】本文通過對棗園水文站懸移質輸沙率測驗方法、歷年單斷沙關系進行了分析。

【關鍵詞】棗園水文站；單斷沙；分析

1、概況

1.1基本情況

棗園水文站地處東經109°20′，北緯36°38′，建于1971年1月，是省級重要水文站，屬三類泥沙精度水文站。集水面積719km2，測驗斷面以上河長61.5km，距河口距離13km。主要觀測任務有：水位、流量、懸移質泥沙、降水量等。

1.2水沙特性

棗園站河段基本順直，基上300m處有彎道，約200m處有小砭溝支流匯入，對斷面中低水影響較大，基下200m處有彎道。河床由砂卵石組成，泥沙主要來自上游各支流，洪水時形成高含沙洪水，河水多為黃色且較濁。沙峰基本與水峰同步或沙峰稍滯后，峰型相似。多年來實測最大斷面平均含沙量為1977年6月23日975kg/m3，最大輸沙模數為1988年19100t/km2，多年平均輸沙量301（104t）。

2、懸移質輸沙率測驗方法、歷年單斷沙關系

棗園水文站實測懸移質單樣含沙量從1971年開始至今，1981年起，1-5月、11月、12月停測；懸移質輸沙率是在施測流量的同時采用選點法布設垂線施測，相應單樣位置固定在起點距16m處，用“主流一線0.6一點”或“主流一線水面一點”法取樣，取樣一般在懸移質輸沙率測驗開始、終了各取一次，當水勢漲落劇烈時，適當增加取樣次數，控制轉折變化，以幾次的均值作為相應單樣含沙量，單次輸沙率的垂線數目為5-7條，一年內懸移質輸沙率的測次在10次左右，測次主要分布在洪水期，且均勻分布在含沙量的變幅內。

3、單斷沙關系分析

3.1資料的確定

依據現行的泥沙測驗標準《河流懸移質泥沙測驗規范》（GB 50159-92）中第7.7.1 條規定：“二、三類站當有5-10年以上資料證明，實測輸沙率的沙量變幅占歷年變幅的70%以上，水位變幅占歷年水位變幅的80%以上時，即可進行間測輸沙率分析”。根據棗園站實際情況，單斷沙關系一直較為穩定，且為45度的單一線，因此，可進行輸沙率單值化分析。現選取1981-2012年的資料建立一條綜合單斷沙關系曲線，其間共有實測輸沙率資料16年（其間有間測），實測懸移質輸沙率測次共213次，懸移質輸沙率測驗方法為選點法。 單沙測驗方法為起點距16m處，用“主流一線0.5/一點”或“主流一線水面一點”法取樣。時段內取樣位置、測驗方法一致。時段內的實測懸移質輸沙率的沙量變幅和歷年懸移質輸沙率的沙量變幅、實測水位變幅和歷年水位變幅的關系如下表1、表2：

從表1、表2可得出棗園站1981年-2012年的懸移質輸沙率的沙量變幅占歷年沙量變幅的77.9%，達到了《河流懸移質泥沙測驗規范》要求的70%以上，水位變幅占歷年水位變幅的47.1%，未達到規范要求的80%以上。

3.2資料分析情況

3.2.1歷年綜合單斷沙關系線分析

根據《河流懸移質輸沙率測驗規范》第7.7.1條規定，將棗園站1981-2012年的懸移質輸沙率和相應單樣含沙量實測成果，按沙量級分成若干組，用各組的平均值繪制綜合單斷沙關系曲線圖，見下圖1：

將1981年-2012年16年各年的單斷沙關系線套繪與歷年綜合單斷沙關系線上，各年單斷沙關系線與歷年綜合單斷沙關系線基本融合。年單斷沙關系換算系數與歷年綜合單斷沙關系線換算系數的偏離誤差計算見下表4，可知各年關系線偏離綜合線的最大值為±3%，符合《河流懸移質泥沙測驗規范》第7.7.1條規定各年關系線偏離綜合線的最大值在±5以內的要求。

4、資料分析結果與建議

由上面的資料分析可得，棗園站水位48.78m以下各年單斷沙關系線與歷年綜合關系線偏離誤差小于《河流懸移質泥沙測驗規范》要求，說明單斷沙關系線是穩定的，具有一定的代表性和實用性。且歷年綜合關系線為45°的單一線，完全符合《水文資料整編規范》第4.7.4條規定的對于單斷沙關系良好或比較穩定的測站，單斷沙關系點較密集且分布成一帶狀，關系無明顯系統偏離，即可定為單一線推求斷沙。因此，棗園站水位在48.78m以下的懸移質輸沙率可停測，用實測懸移質單樣含沙量來代表斷面平均含沙量。另外，根據棗園站的實際情況，發生的洪水越大，通過斷面的泥沙攪拌就越均勻，單、斷沙關系線就越好，完全為一個45度線，推沙可用單沙計算斷沙，可用綜合線的關系式Cs斷=1.00Cs單來推求。因此，棗園站水位在48.78m以上時，懸移質輸沙率也實行停測。將2014年作為停測第一年，今后采用歷年綜合單斷沙關系線整編資料。

參考文獻：

[ 1 ] G B50159—92，河流懸移質泥沙測驗規范.

[ 2 ] S L247—2012，水文資料整編規范.

[ 3 ]水文測驗手冊 [第一冊].水利電力出版社