雜谷腦站邊沙-單沙關(guān)系分析

朱 剛

（阿壩州水文水資源勘測(cè)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(guò)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(huán)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(qū)河流的特點(diǎn)。域內(nèi)山巒起伏，山勢(shì)陡峻，流域上部海拔多在3000m以上，山腳壩以下開(kāi)始進(jìn)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(kāi)闊，古爾溝以下又復(fù)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(jīng)多期強(qiáng)烈褶皺，形成高山高原峽谷。因?qū)亳薨櫂?gòu)造，以地殼活動(dòng)及各種應(yīng)力地質(zhì)作用，故巖層破碎，岸坡穩(wěn)定性差，易發(fā)生滑坡、泥石流。崩塌體堆積坡麓多處可見(jiàn)，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(fēng)化嚴(yán)重，植被覆蓋少，水土流失嚴(yán)重。流域內(nèi)森林資源豐富，是岷江上游的主要林區(qū)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(shè)立林場(chǎng)采伐林木，一度砍伐過(guò)量，致使水土流失嚴(yán)重，其后注意保護(hù)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(duì)徑流有一定的調(diào)節(jié)作用。

2 測(cè)站簡(jiǎn)介

雜谷腦水文站地處阿壩藏族羌族自治州理縣雜谷腦鎮(zhèn)，地理位置于東經(jīng) 103°09′，北緯 31°26′，集水面積 2404km2，距河口距離 56.0km。該站測(cè)驗(yàn)河段順直長(zhǎng)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(lái)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(duì)測(cè)驗(yàn)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(cè)驗(yàn)項(xiàng)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(duì)水深為水面。該處為漿砌石堡坎，岸邊穩(wěn)定，無(wú)回流、無(wú)死水、風(fēng)浪小，滿足不同水位級(jí)邊沙的采集，保證了資料的連續(xù)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(diǎn)，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(shí)期

自2009年5月～2010年8月,在取單位含沙量的同時(shí)，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(yīng)注意如下事項(xiàng)：

3.2.1 水樣采取應(yīng)采用固定容積，每次采樣容積應(yīng)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(zhǔn)確量取，保證取樣容量為2000ml。單沙取樣時(shí)應(yīng)保證取樣器完好，內(nèi)壁應(yīng)光潔和無(wú)銹跡。儀器兩端口應(yīng)保持瞬時(shí)同步關(guān)閉和不漏水。儀器容積應(yīng)準(zhǔn)確。儀器的筒身縱軸應(yīng)與鉛魚(yú)縱軸平行，且不受鉛魚(yú)阻水影響。

3.2.2 邊沙取樣時(shí)間應(yīng)注意與單沙量采樣時(shí)間一致，一般要求同時(shí)取樣.確保單次成果的質(zhì)量。

3.2.3 邊沙取樣時(shí)，應(yīng)避免環(huán)境影響。在遇惡劣天氣和受漂浮物較多影響時(shí)，應(yīng)注意水樣采取的真實(shí)性。

3.2.4 兩者取樣時(shí)應(yīng)做好原始的記載，水樣測(cè)次、澄樣桶編號(hào)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(cè)取后，應(yīng)沉淀5～7天后才能過(guò)濾。

3.3.2 嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，確保單次測(cè)驗(yàn)成果的正確性。

3.3.3 邊沙資料單獨(dú)整理、計(jì)算、歸檔，要求測(cè)次標(biāo)記準(zhǔn)確，記載完整清晰、校核手續(xù)齊全。

3.3.4 在收集一定數(shù)量資料后，采用相關(guān)分析法，建立邊沙-單沙關(guān)系。

4 邊沙-單沙關(guān)系分析

雜谷腦站是二類泥沙精度水文站，取樣時(shí)間為2009年5月～2010年8月，在不同水位級(jí)收集邊沙-單沙試驗(yàn)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(guò)程線圖

圖2 雜谷腦站邊沙-單沙相關(guān)圖

4.1 邊沙與單沙過(guò)程線比較

根據(jù)實(shí)測(cè)的60次邊沙與單沙資料，繪制邊沙-單沙過(guò)程線圖：通過(guò)分析比較，線型基本趨向一致，見(jiàn)圖1。

4.2 邊沙與單沙相關(guān)性分析

對(duì)2009年5月至2010年8月實(shí)測(cè)的60邊沙與單沙資料進(jìn)行相關(guān)系，采用過(guò)原點(diǎn)的直線方程，獲得邊沙-單沙的相關(guān)直線方程式Cs單＝A*Cs邊，可以得出相關(guān)系數(shù)為1.034。關(guān)系圖見(jiàn)圖2。

4.3 誤差指標(biāo)

4.3.1 通過(guò)相關(guān)系數(shù)的機(jī)誤和相關(guān)系數(shù)的比較來(lái)判斷相關(guān)關(guān)系是否存在。相關(guān)系數(shù)的機(jī)誤為：

|r|＞|4Er|時(shí)，相關(guān)關(guān)系存在。

4.3.2 分別對(duì)60次邊沙-單沙關(guān)系進(jìn)行符號(hào)檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)、偏離數(shù)值檢驗(yàn)，符號(hào)檢驗(yàn)與偏離數(shù)值檢驗(yàn)兩者檢驗(yàn)合格，適線檢驗(yàn)免檢。系統(tǒng)誤差為0.8%。

5 結(jié)論

根據(jù)雜谷腦水文站2009年5月～2010年8月所有實(shí)測(cè)資料，通過(guò)建立邊沙～單沙的相關(guān)關(guān)系.由邊沙推求單沙，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算和論證，方案是切實(shí)可行的。本次分析系數(shù)的原始數(shù)據(jù)含沙量范圍為51.0～1630g/m3之間，系數(shù)在含沙量51.0～1630g/m3之間有效，超出此范圍是需進(jìn)一步進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)數(shù)據(jù)的搜集，以對(duì)該系數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的修訂。

本次分析由于對(duì)比觀測(cè)數(shù)據(jù)系列較短，得到的數(shù)據(jù)只能暫時(shí)使用，待進(jìn)一步搜集到高沙的對(duì)比觀測(cè)數(shù)據(jù)后進(jìn)一步修訂。

［1］中華人民共和國(guó)水利部.GB 50159—92河流懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)規(guī)范[S].1992.

［2］嚴(yán)義順.水文測(cè)驗(yàn)學(xué)[M].北京:水利電力出版社.

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

［4］四川省阿壩州水文水資源勘測(cè)局.阿壩州水文志[M].成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社,20077.