云南戛舊水文站懸移質(zhì)泥沙測驗(yàn)方案分析

玉潔

(云南省水文水資源局 臨滄分局，云南 臨滄 677000)

2016年，云南省水文水資源局臨滄分局(以下簡稱“臨滄分局”)以轄區(qū)內(nèi)32個(gè)水文(位)站為依托，開展了以“巡測為主，輪班和小時(shí)工駐測為輔，應(yīng)急監(jiān)測作補(bǔ)充”的水文勘測方式改革。為有效推進(jìn)臨滄分局巡測工作的開展，持續(xù)深化水文監(jiān)測改革，同時(shí)也為了配合戛舊水文站制定相應(yīng)的管理制度和泥沙測驗(yàn)方案，減輕測站人員的工作量，提高工作效率，本文結(jié)合臨滄分局深化水文監(jiān)測改革需求，探尋戛舊水文站非汛期連續(xù)3個(gè)月以上停測單樣含沙量和輸沙率方案的可行性，對該站1964～2016年共53a的懸移質(zhì)泥沙資料進(jìn)行了詳細(xì)分析計(jì)算，以期在保證該站泥沙測驗(yàn)成果精度的前提下，優(yōu)化泥沙監(jiān)測方案。

1 測站基本概況

戛舊水文站于1957年1月由云南省農(nóng)業(yè)廳水利局設(shè)立，屬瀾滄江流域?yàn)憸娼担局窞樵颇鲜≡瓶h忙懷鄉(xiāng)戛舊村。受大朝山水電站回水影響，2001年1月上遷至漫灣鎮(zhèn)，改稱戛舊(二)站(漫灣水文站)，其地理位置示意圖見圖1。該站為瀾滄江干流中游段控制站，位于東經(jīng)100°28′，北緯24°36′。初期設(shè)站目的是收集瀾滄江干流基本水文信息，為瀾滄江的水資源開發(fā)利用、保護(hù)和下游防汛工作服務(wù)。該站集水面積為108 475 km2，屬一類精度水文站。該站測驗(yàn)河段順直約800 m，左右岸均為巖石，岸邊非常穩(wěn)定；河床為出路基巖，無沖淤變化，斷面穩(wěn)定。該站設(shè)立初期，測驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、降水，1963年增加泥沙測驗(yàn)，1985年增加泥沙顆粒分析，1973年增加水質(zhì)檢驗(yàn)等。

戛舊水文站建站以來最大流量為8 560 m3/s(1966年9月1日)，最小流量為269 m3/s(1970年2月23日)；年平均最大流量為1 620 m3/s(2000年)，年平均最小流量為903 m3/s(1994年)，多年平均流量為1 211 m3/s；年最大輸沙量為9 037萬t(1991年)，年最小輸沙量為 22.48萬t(2013年)；年最大降水量為1 618 mm(1983年)，年最小降水量為775.7 mm(2003年)，多年平均降水量為 1 115.5 mm。

1993年11月該站上游12 km處的漫灣電站水庫下閘蓄水，漫灣水庫正常蓄水位994 m，相應(yīng)庫容 9.2億m3。2001年11月距該站下游88.6 km的大朝山電站水庫下閘蓄水，大朝山水庫正常蓄水位899 m，相應(yīng)庫容 7.08億m3。其上游的小灣電站水庫和功果橋電站水庫也分別于2008年12月和2011年9月下閘蓄水。

圖1 戛舊水文站地理位置示意

2 泥沙測驗(yàn)資料分析

2.1 分析依據(jù)

根據(jù)中華人民共和國2015年6月發(fā)布的《河流懸移質(zhì)泥沙測驗(yàn)規(guī)范》(GB/T 50159-2015)第8.1.6條第一款：“枯水期連續(xù)3個(gè)月以上的時(shí)段輸沙量小于多年平均輸沙量時(shí)，在該時(shí)段內(nèi)，可以停測單沙、輸沙率和泥沙顆粒分析。但一類站和對泥沙資料有需要的站，應(yīng)全年施測單沙”。[1]該站雖屬一類精度站，由于受上下游水電站的影響，其測站特性已發(fā)生改變，需對有關(guān)水文監(jiān)測要素進(jìn)行優(yōu)化。

將戛舊水文站53 a長系列泥沙資料分3個(gè)階段進(jìn)行分析，即以漫灣電站施工前的1964～1984年、施工期的1985～1993年和下閘蓄水后的1994～2016年的多年平均輸沙量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，漫灣電站水庫對該站的輸沙量有一定的影響。因此需進(jìn)行分析計(jì)算，以對戛舊水文站的泥沙要素進(jìn)行監(jiān)測時(shí)間優(yōu)化。

2.2 資料分析比較

從中華人民共和國水文年鑒西南諸河水文資料成果看[2]，雖然戛舊水文站1963年就開始泥沙監(jiān)測工作，但資料不完整，因此僅選取了該站1963年12月～2016年共53 a的連續(xù)實(shí)測懸移質(zhì)泥沙資料，對其可靠性、一致性、代表性3個(gè)方面進(jìn)行審查。經(jīng)過審查，發(fā)現(xiàn)戛舊水文站1964～2016年泥沙資料中，1992年和1995年，因?yàn)憸娼闪?月份發(fā)生較大的桃汛洪水，加之受上游漫灣電站施工影響，這兩年3月份的平均含沙量分別達(dá) 0.955 1 kg/m3和2.607 1 kg/m3，而其年平均含沙量僅分別為1.136 4 kg/m3和 0.520 0 kg/m3，特別是1995年3月份的含沙量是當(dāng)年平均含沙量的 5.01倍。

對戛舊水文站1964～2016年的年輸沙量求算術(shù)平均值作為多年平均輸沙量，將戛舊水文站53 a以來，每年12月至次年3月連續(xù)4個(gè)月的時(shí)段輸沙量與戛舊水文站多年平均輸沙量的 3.0%進(jìn)行比較，據(jù)以判斷滿足要求的合格年份，詳細(xì)分析計(jì)算表見表1，合格率統(tǒng)計(jì)見圖2。

圖2 戛舊水文站非汛期連續(xù)4個(gè)月時(shí)段輸沙量合格率統(tǒng)計(jì)

2.3 結(jié)果分析

根據(jù)表1統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算結(jié)果，有效資料總共為53 a，統(tǒng)計(jì)分析每年12月至次年3月連續(xù)4個(gè)月的時(shí)段輸沙量，時(shí)段輸沙量最大為1995年，1992年次之，分別占多年平均輸沙量的12.54%和 5.79%，時(shí)段輸沙量均大于多年平均輸沙量的3%，為不合格。時(shí)段輸沙量最小為2005年，3.07×104t，僅占多年平均輸沙量的 0.10%。造成1992年和1995年非汛期時(shí)段輸沙量不合格的原因前面已作詳細(xì)分析，這2 a泥沙資料應(yīng)作為特殊年份處理。剔除1992年和1995年的資料后，其余51 a的連續(xù)4個(gè)月非汛期輸沙量均小于多年平均輸沙量3%的要求。非汛期內(nèi)連續(xù)4個(gè)月時(shí)段輸沙量小于多年平均輸沙量3%的有51 a，不合格的有2 a，合格率為 96.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于75%的合格率界限。

表1 戛舊水文站非汛期連續(xù)4個(gè)月時(shí)段輸沙量合格率統(tǒng)計(jì)

3 結(jié) 論

根據(jù)以上分析結(jié)果以及對戛舊水文站產(chǎn)生不合格時(shí)段輸沙量的原因進(jìn)行分析，結(jié)合該站受上下游水利工程控制影響的實(shí)際情況，依照文獻(xiàn)[1]第8.1.6條第一款規(guī)定，得出戛舊水文站懸移質(zhì)泥沙測驗(yàn)方案如下：

(1)非汛期連續(xù)4個(gè)月，戛舊水文站的時(shí)段輸沙量完全符合行業(yè)相關(guān)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，可以停測單樣含沙量和輸沙率，停測期間的含沙量作零統(tǒng)計(jì)。

(2)停測期間，一旦發(fā)生洪水，必須立即恢復(fù)懸移質(zhì)單樣含沙量和輸沙率測驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 50159-2015河流懸移質(zhì)泥沙測驗(yàn)規(guī)范[S].

[2] 云南省水利局水文總站，中華人民共和國水文年鑒.藏南滇西河流水文資料[R].昆明:云南省水利局水文總站，1963-2016.