融水水文站纜道斷面泥沙測驗可行性分析

覃 銳，歐俊林

（柳州水文中心融水水文中心站，廣西 融水 545300）

1 概況

融水水文站是融江干流中游流域控制站，位于融水縣融水鎮(zhèn)水東村，控制集雨面積23 652 km2，是國家重要基本水文站。該站測驗河段順直，河床穩(wěn)定，主流穩(wěn)定，河段兩岸為縣城和村莊，河寬大約在340～400 m 之間，河床由沙礫石組成，河流斷面114 m以上有漫灘現(xiàn)象。測驗要素主要有水位、流量、泥沙、雨量、蒸發(fā)、水溫、岸溫等。

融水站的泥沙主要分布在洪水期，非汛期沙量較少。歷年輸沙量的變化與徑流量的變化相對應(yīng)。根據(jù)融水站泥沙資料分析，含沙量、輸沙量年內(nèi)變化較大，主要分布在汛期，其原因是大部分的降水量都集中在汛期，流域降水量增加導(dǎo)致產(chǎn)流量增大，徑流沖刷地表，將泥沙攜帶入河流，河流含沙量增大，相應(yīng)輸沙量也增大。融水站自1998年開始測驗?zāi)嗌稠椖?，歷年最大含沙量為5.89 kg/m3。為提高水文服務(wù)能力，優(yōu)化測驗方式，融水站于2015年10月在基本斷面上游300 m 處新建纜道設(shè)施，并于2019年開始投入使用。

2 泥沙測驗情況

2.1 基本斷面泥沙測驗方法

單樣含沙量、斷面含沙量采用橫式采樣器取樣。單樣含沙量在斷面起點距400 m處相對水深0.2、0.8 m兩點按1∶1定比混合，分別在輸沙測驗的開始和結(jié)束取兩個單樣的平均。斷面含沙量分別在斷面130、160、205、235、265、310、340、370、400、415 m處相對水深0.2、0.8 m兩點按1∶1混合后再全斷面混合。

2.2 纜道斷面泥沙測驗方法

單樣含沙量、斷面含沙量采用積深法取樣。在斷面起點距195、390 m處積深的平均作為單樣含沙量，在斷面95、145、195、245、295、345、390 m 處積深，然后再全斷面混合作為斷面含沙量。

2.3 對比分析資料選用

資料選用2019年基本斷面與纜道斷面在同時段內(nèi)施測的懸移質(zhì)輸沙率測次結(jié)果進行對比分析。融水站基本斷面與纜道斷面含沙量對比表見表1。

表1 融水站基本斷面與纜道斷面含沙量對比表

2.4 歷年單斷沙關(guān)系

融水站歷年單斷沙關(guān)系均為通過原點的單一直線，斷沙Cs=Kcs×Cs（單沙），關(guān)系系數(shù)Kcs=1.00。說明本站單斷沙關(guān)系是穩(wěn)定的。

3 資料對比分析

用基本斷面單樣含沙量與纜道斷面單樣含沙量進行對比，如圖1所示。

圖1 基本斷面與纜道斷面單樣含沙量對比圖

用基本斷面斷面平均含沙量與纜道斷面斷面平均含沙量進行對比，如圖2所示。

從圖1、圖2 可以看出關(guān)系點子密切成一帶狀分布，所有點子誤差均在允許范圍內(nèi)，可通過原點及各平均值關(guān)系點的中心定出一條關(guān)系直線，為基本斷面與纜道斷面單樣含沙量和斷面含沙量的關(guān)系線。幾個點子誤差接近18%，原因為：①橫式采樣器與積深式采樣器存在的誤差；②使用積深式采樣器取樣的時間度掌握不到位；③人為操作的誤差等。從趨勢線的公式看，關(guān)系點子良好，且R2＞0.97以上，符合《河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范》（GB/T50159-2015）規(guī)定的要求。

用纜道斷面的單樣含沙量與斷面平均含沙量對比分析、檢驗，如圖3及表2所示。

圖2 基本斷面與纜道斷面平均含沙量對比圖

圖3 纜道斷面的單樣含沙量與斷面平均含沙量對比圖

從圖3 和表2 所示，纜道斷面單斷沙關(guān)系為直線，當斜率系數(shù)為0.9 821 時，對纜道斷面單斷沙關(guān)系線進行符號檢驗、適線檢驗、偏離數(shù)值檢驗3種檢驗結(jié)果均為合理。從檢驗表中可以看出關(guān)系點最大偏離值為-9.57%～7.39%之間，所有含沙量點子均在外包線內(nèi)，說明纜道斷面單斷沙關(guān)系穩(wěn)定、密切，符合《河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范》（GB/T50159-2015）規(guī)定的要求。

4 結(jié)語

綜合以上分析，融水站纜道斷面與基本斷面的泥沙測驗基本一致、穩(wěn)定，且纜道斷面的含沙量與基本斷面的含沙量關(guān)系成一條通過原點的直線，斜率系數(shù)為0.9 821，纜道斷面含沙量基本等于基本斷面含沙量，用纜道斷面的纜道積深法泥沙測驗取代基本斷面的船測橫式法泥沙測驗是可行的。

表2 融江融水站纜道斷面單沙～斷沙關(guān)系曲線檢驗計算表