隆安水文站輸沙率測驗間測分析

黃紅茴

（南寧水文中心隆安水文中心站，廣西 隆安 532799）

1 隆安水文站概況

隆安水文站前身為下顏水文站。下顏水文站于1957年6月11日設立，站址位于隆安縣雁江鎮福顏村。2007年1月1日因受金雞灘水電站淹沒影響，遷至隆安縣新華街1號重建為隆安水文站。隆安水文站是珠江流域西江水系右江下游的重要控制站，是國家重要水文站，集水面積32 709 km2；上游建有百色水利樞紐、澄碧河水庫、魚梁電站及金雞灘電站等水利工程。

隆安站測驗河段順直，上下游500 m處有急彎，水流通暢，斷面控制良好。測驗斷面于基下28 m處，與纜道斷面重合，斷面為天然“U”字型，左岸為沙土，右岸為黃土，河床為礫石組成，沖淤變化大，不穩定。斷面雖有局部崩塌或沖淤，但面積變化幅度均在5%以內，歷年水位面積關系曲線都是穩定的單一線。隆安站大斷面圖見圖1。

圖1 隆安站大斷面圖

2 泥沙測驗情況

隆安站多年平均含沙量為0.385 kg/m3，多年平均輸沙量為579萬t。流域水土流失較為突出。中上游地區原始植被受到嚴重破壞，河灘草地被濫墾，導致森林覆蓋率逐年下降，土質長期處于疏松、柔軟狀態，更容易造成水土流失。隨著上游梯級電站相繼建成，特別是百色水庫建成后攔截了大量泥沙。2006年以來隆安河段含沙量逐年減少。2016年老口電站建成，隆安站受老口電站變動回水影響。

隆安水文站的單樣含沙量測驗，視含沙量大小而定，一般情況是每日08：00取樣一次，汛期遇大洪水時，按規定增加測次。非汛期由于含沙量較小，一般每5～10 d取樣一次。歷年單樣含沙量取樣位置在基下28 m，取樣垂線位置固定在起點距92.0 m處，單樣含沙量測驗為固定一線積深法取樣。

流量測驗用纜道流速儀法施測，全年使用垂線積深法施測輸沙率。根據《河流懸移質泥沙測驗規范》（GB/T 50519-2015），每年的輸沙率測驗不少于10次，相應單沙取樣方法與輸沙率測驗取樣方法一致，一般在測流開始和結束各取樣一次，歷年來采用瓶式容積6 L采樣器取樣，沙樣處理為常規沉淀烘干，用1∶1000光學讀數天平秤干沙重。

輸沙率取樣垂線位置為纜道斷面起點距92.0、105、125、140、160、185、200 m共7條，用積深法取樣。測沙垂線位置示意圖見圖2。

圖2 隆安水文站輸沙率取樣垂線圖

該站2007—2018年期間，實測最高水位86.71 m（85基準），相應流量3590 m3/s，實測最低水位為71.42 m，實測最小流量27.0 m3/s；實測最大斷沙為2008年9月27日的3.13㎏/m3，實測最小斷沙為2016年10月24日的0.006㎏/m3；實測輸沙率最大相應單沙為2008年9月27日的2.96㎏/m3，實測輸沙率最小相應單沙為2016年10月24日的0.006㎏/m3；2007—2018年相應輸沙實測最高水位為85.86 m（2008年），最低水位為76.34 m（2011年），輸沙實測水位變幅9.52 m。

實測斷面平均含沙量變幅占期間變幅為（2.96-0.006）/（2.96-0.000）×100%＝99.8%；實測水位變幅占歷年變幅為（85.86-76.34）/15.29×100%＝62.3%。

3 歷年及綜合單斷沙關系線情況

輸沙率測驗分析資料選用2007—2018年連續11年實測輸沙率成果全部測次共113個單斷沙關系點，選用資料包含了歷年最大單沙和實測輸沙率最大相應單沙的年份資料，用南方2.0整編軟件繪制歷年綜合單斷沙關系線（見圖3）。

圖3 隆安站歷年綜合單斷沙關系曲線

從圖3可看出，點群關系非常密集且成一帶狀分布，可通過原點及各平均值關系點的點群中心定出一條關系直線，即為各組平均值關系點的歷年綜合單斷沙關系線。通過南方2.0整編軟件進行圖形定線，對歷年及綜合線單斷沙關系系數進行符號檢驗、適線檢驗和偏離數值檢驗，結果見表1，檢驗結果滿足規范要求。

表1 精度檢驗結果表

4 間測條件分析

（1）《河流懸移質泥沙測驗規范》（GB/T 50519-2015）第8.1.4條款第1條規定：（對二、三類站）當有5～10 a以上的資料證明，實測斷面平均含沙量變幅占歷年變幅的70%以上，水位變幅占歷年變幅的80%以上時，可實行間測。同時《規范》條文說明第8.2.4條款規定：實測輸沙率的沙量和水位變幅達到上述要求，可在已實測的變幅內實行間測。隆安水文站2007—2018年實測斷面平均含沙量變幅占期間變幅為99.8%；水位變幅占歷年變幅為94.4%，按照要求，水位在86.00 m以下可實行輸沙率間測。

（2）《水文巡測規范》（SL 195-2015）第4.2.7條款c條要求：各類泥沙站各年的單斷沙關系線與歷年（5～10 a或10 a以上）單沙斷沙綜合關系線相比較，如果各年關系線偏離綜合線的最大值均在±5%以內，則測站的懸移質輸沙率可實行間測。

隆安站2007—2016單斷沙關系均為通過原點的單一直線，單斷沙關系系數為1.0 000，2017年為通過原點的、單斷沙關系系數為1.0 300的單一直線，2018年為通過原點的、單斷沙關系系數為0.9 906的單一直線。繪制各年綜合單斷沙關系線圖（見圖4），各年單斷沙關系線偏離綜合線相對誤差見表2，由表2可以看出，各年關系線偏離綜合線的最大值均在±5%以內，因此，隆安水文站懸移質輸沙率可實行間測。

圖4 隆安站各年與歷年綜合線單斷沙關系線圖

表2 隆安站各年單斷沙關系線偏離綜合線相對誤差表

5 結語

（1）對隆安水文站2007—2018年連續12年實測輸沙率成果進行相關計算分析，分析符合《水文巡測規范》（SL 195-2015）和《河流懸移質泥沙測驗規范》（GB/T 50159-2015）有關輸沙率規定及要求，該站懸移質輸沙率在水位86.00 m（高洪水位）以下可實行間測。間測期間，可只測單樣含沙量，并可采用各年綜合關系線整編資料。

（2）隆安站輸沙率測驗從2019年起，水位86.00 m以下實行間測，停3年測1年，輸沙率間測的年份按《測站任務書》和《河流懸移質泥沙測驗規范》（GB/T 50159-2015）要求施測單樣含沙量，借用歷年綜合單斷沙關系線K=1.00推求斷面平均含沙量，進行泥沙資料整編，檢測年份輸沙率測驗檢測不少于3次。

（3）當發生超86.00 m水位以上或較大洪水或上游、區間發生稀遇暴雨等特殊水情、特殊沙情時，即刻恢復輸沙率測驗，并與歷年綜合單斷沙關系線進行t檢驗，以驗證是否發生變化。

（4）校測期間如發現單斷沙關系發生異常變化，立即恢復輸沙測驗，仍按實行間測前的方法進行施測，按照二類站標準每年完成7～15次輸沙率測驗。