岫巖水文站懸移質(zhì)輸沙率間測分析與率定

曹世文

（遼寧省鞍山水文局，遼寧鞍山114003）

1 基本情況

岫巖水文站始建于1962 年7 月，現(xiàn)位于岫巖縣岫巖鎮(zhèn)興隆社區(qū)，處于黃海岸流域、大洋河水系大洋河干流上，是大洋河上游的重要控制站，也是區(qū)域主要代表站，集水面積為910 km2。是省級重點水情報汛站，為當(dāng)?shù)胤姥纯购槠鹬陵P(guān)重要的作用。

2 河流水系

大洋河發(fā)源于岫巖縣偏嶺鎮(zhèn)一棵樹嶺南側(cè)，河源高程928.90 m，上游哈達碑、石灰窯、前營子、蘇子溝、紅旗等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的支流匯合后流經(jīng)岫巖、楊家堡、嶺溝鎮(zhèn)，在哨子河鄉(xiāng)與哨子河匯合。境內(nèi)河長111.8 km，流域面積為1 961.6 km2，平均坡降2.19‰，該流域多屬山區(qū)，部分河段落差大，水資源較豐富。

3 分析目的

岫巖水文站作為區(qū)域中心站，擔(dān)負(fù)著2 處基本水文站的各項水文測驗工作，同時還負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)47 處遙測雨量站、3 處中小河流水文站的運行維護和各項水文監(jiān)測工作。本文將用該站近10 年累計的實測輸沙率成果與各垂線單樣進行分析，率定出更為合理的單位水樣位置，確定更準(zhǔn)確的單斷關(guān)系，從而實行實測輸沙率的間測，利用實測單沙過程線法來推求斷面平均含沙量，以節(jié)省更多的人力物力。

4 泥沙測驗現(xiàn)狀

泥沙觀測設(shè)備主要為瓶式，測驗方法為選點法。泥沙測驗分為單樣含沙量和懸移質(zhì)輸沙率兩種，其中單樣含沙量采用瓶式固定0.6 一點法，目前采樣位置為基本水尺斷面起點距170 m 處；懸移質(zhì)輸沙率采用瓶式多垂線選點法。

5 分析資料的選用

此次分析的資料選取了近10 年中發(fā)生明顯洪水過程且有實測輸沙率測驗資料的年份，分別為2012，2013，2015，2017 和2018 年。以上選取5 年的實測輸沙率和實測單位沙樣含沙量均通過地區(qū)審查和全省復(fù)審，資料質(zhì)量成果可靠。且實測斷面平均含沙量覆蓋中高水各水位級，實測斷面平均含沙量變幅超歷年變幅70%以上，水位變幅超歷年變幅80%以上，可以作為分析資料使用。

6 分析計算

6.1 繪制橫向分布圖

圖1 橫向分布圖

由圖1 可以看到，2012，2013 和2015 年垂線含沙量分布較為散亂，但是從垂線分布可以看到起點距170 m 和190 m 處的單樣含沙量比值與斷面平均含沙量比值較為集中；從圖1（d）（e）可以看到這兩年垂線含沙量變化規(guī)律較為一致，且起點距170 m 和190 m 處的單樣含沙量與斷面平均含沙量比值更為集中。

6.2 單斷沙關(guān)系分析

從上面分析得知起點距170 m 和190 m 處的垂線單樣含沙量與斷面平均含沙量的比值較為集中，比值更接近于1，經(jīng)分析計算這兩條垂線的含沙比值，詳見表1。

表1 含沙比值表

由表1 分析計算所得起點距170 m 和190 m處的垂線比值變幅為0.93～1.14 和0.94～1.09。現(xiàn)選擇起點距170 m 和190 m 處的垂線含沙量與斷面平均含沙量點繪歷年單斷沙關(guān)系曲線，詳見圖2 和圖3。

經(jīng)表1 和圖2，3 分析可見，起點距170 m 處歷年單斷沙關(guān)系曲線中單斷沙關(guān)系良好，只有個別單斷沙點子偏離關(guān)系曲線，91.7%的單斷沙點子不超限。190 m 處歷年單斷沙關(guān)系曲線關(guān)系良好，所有單斷沙點子均不超限，其歷年單斷沙關(guān)系線近似45 的直線關(guān)系，比值接近于1。

圖2 起點距170 m 處歷年單斷沙關(guān)系曲線圖

圖3 起點距190 m 處歷年單斷沙關(guān)系曲線圖

7 結(jié)論

通過上述分析，可以得出：該站起點距170 m和190 m 處的垂線含沙量與斷面平均含沙量關(guān)系良好，含沙比值接近于1；起點距190 m 處的單斷沙點子均不超過，且歷年關(guān)系線近似45 的直線關(guān)系，Csm/Cˉs比值更接近于1，可以用該垂線的單樣含沙量代表斷面平均含沙量；實行含沙量間測，用起點距190 m 處的單樣含沙量代表斷面平均含沙量，實測輸沙率停測；間測年限為5 年，即每5 年后恢復(fù)1 年實測輸沙率的測驗，以驗證當(dāng)前垂線單樣含沙量的代表性是否合理，若垂線單斷沙關(guān)系發(fā)生變化，再進一步進行分析。