阿額站泥沙測(cè)驗(yàn)方案的確定

摘要：根據(jù)《水文測(cè)驗(yàn)》、《資料整編》的要求，通過對(duì)實(shí)測(cè)懸移質(zhì)資料等進(jìn)行計(jì)算分析，以確定具有較高代表性的單沙取樣位置，編制泥沙測(cè)驗(yàn)方案。本方法對(duì)暴漲暴落、水文條件較復(fù)雜的區(qū)域性小河流站單沙取樣點(diǎn)的確定和提高泥沙取樣測(cè)驗(yàn)精度具有一定的作用。

關(guān)鍵詞：泥沙; 測(cè)驗(yàn)方案確定; 阿額站

1引言：

阿額水文專用站是為擬建的硯山縣阿額水庫收集水文資料而設(shè)立的區(qū)域性小河水文專用站;該站設(shè)立的觀測(cè)項(xiàng)目有水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)等。為提高泥沙測(cè)驗(yàn)精度，采用泥沙觀測(cè)資料計(jì)算，對(duì)其泥沙觀測(cè)單沙取樣位置進(jìn)行分析，確定具有較高代表性的單沙取樣點(diǎn)，編制泥沙測(cè)驗(yàn)方案。經(jīng)過計(jì)算分析，編制的泥沙測(cè)驗(yàn)方案符合《水文測(cè)驗(yàn)》、《資料整編》的要求，能滿足硯山縣阿額水庫工程建設(shè)的需要，可提供使用。

2 基本情況：

為建設(shè)硯山縣阿額水庫而設(shè)立的硯山縣阿額水文專用站位于珠江流域西江水系阿額河上文山州硯山縣維未鄉(xiāng)倮可膩村公所阿額村旁，擬建的阿額水庫壩址下游200m左右;地理座標(biāo)東經(jīng)104°11'，北緯23°47';阿額河屬山區(qū)性小河流，斷面以上控制面積24.0km2。主干發(fā)源于丘北縣樹皮鄉(xiāng)竹子箐村，斷面以上河長(zhǎng)7.85km，阿額河流經(jīng)阿額壩子，在距阿額村下游約3 km處進(jìn)入落水洞，出露于硯山縣維未鄉(xiāng)，后匯入南丘河，流入清水江。流域分布見附圖（1）

阿額水文站砌有擋水壩，斷面為人工渠道（斷面順直約50m），河寬約8 m。流量采用橋測(cè)，布設(shè)有7條測(cè)速垂線，枯水期水淺，不易施測(cè)，因此在斷面上游約30m處建有寬1.5m，長(zhǎng)2 m測(cè)流槽，當(dāng)水流較小時(shí)改用三角堰測(cè)流。斷面分布圖見圖（2）

3 斷面輸沙率及單沙測(cè)驗(yàn)原理：

3.1 斷面輸沙率的測(cè)驗(yàn)：

在斷面上布設(shè)5條測(cè)沙垂線，起點(diǎn)距分別為2.0m、 3.0 m 、4.0 m 、5.0 m 、6.0 m，每條垂線的取沙位置均先在0.6水深處，所取斷沙應(yīng)控制全年含沙量變幅的70%。

3.2 相應(yīng)單沙測(cè)驗(yàn)：

相應(yīng)單沙的測(cè)驗(yàn)在斷面測(cè)驗(yàn)的開始和終了各取一次單沙，其取沙位置在起點(diǎn)距為2.0 m垂線上的0.6水深處。

3.3 單沙測(cè)驗(yàn)：

單沙測(cè)驗(yàn)以控制含沙量變化為原則，測(cè)次主要布設(shè)在多沙的洪水期，洪水期的測(cè)點(diǎn)要占全年測(cè)點(diǎn)的80%以上。

3.4 沙量的處理：

將取出的沙樣量積后放入濾沙瓶，將已知重量的濾紙放在漏斗上，倒置濾沙瓶于漏斗上進(jìn)行過濾，并把沙包按取沙的先后順序進(jìn)行編號(hào)，將沙包用烘箱烘干后冷卻，然后用天平稱重，總重量減去濾紙重量即得干沙重量。

4 實(shí)測(cè)懸移資料的計(jì)算公式：

4.1 測(cè)點(diǎn)含沙量的計(jì)算公式：

4.2 垂線平均含沙量（一點(diǎn)法）的計(jì)算公式：

4.3 輸沙率的計(jì)算公式：

[Qs：斷面輸沙率（kg/s），ρm1、ρm2、……ρm（n）、：各取樣垂線的垂線平均含沙量（kg/m3），q0、q1、…… q（n）：各取樣垂線分界間的部份流量（m3/s），式中的系數(shù)1000只在單位換算時(shí)使用。]

4.4 斷面平均含沙量的計(jì)算公式：

=Qs/Q[：斷面平均含沙量（kg/m3），Qs：斷面輸沙率（kg/s），Q：斷面流量（m3/s）]。

4.5 相應(yīng)單位含沙量的計(jì)算采用算術(shù)平均法，即開始和終了兩次單沙的算術(shù)平均值。

5 單沙取樣點(diǎn)位置確定分析：

5.1 從計(jì)算的阿額站ρm/計(jì)算表[見表（1）]中可看出，在起點(diǎn)距為4.0 m的取樣垂線上，其ρm/的比值為1.00，較其余四條垂線具有穩(wěn)定的ρm、關(guān)系，是最理想的單沙取樣位置。

5.2 從點(diǎn)繪的阿額站含沙量橫向分布圖見圖（3）中可看出，在起點(diǎn)距為4.0m的取樣垂線上，有三點(diǎn)ρm/值接近于1.0，說明ρm、關(guān)系穩(wěn)定，是最理想的單沙取樣垂線位置。

5.3 以起點(diǎn)距為4.0m的垂線上所取單沙為縱座標(biāo)，斷面平均含沙量為橫座標(biāo)點(diǎn)繪阿額水文站單斷面關(guān)系圖，見圖（5）。圖中有86.7%的點(diǎn)子與關(guān)系線的偏離差在±10%以內(nèi)，因此采用單一線法定出單斷沙關(guān)系曲線，圖中除26、27、29、30號(hào)點(diǎn)子與關(guān)系線的偏離差超過±10%，其余點(diǎn)子均附合要求，查關(guān)系線上任一點(diǎn)計(jì)算的單斷沙比例系數(shù)均為1.01，單斷沙關(guān)系良好，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范要求。

5.4 結(jié)論：

本站原布設(shè)的單沙取樣點(diǎn)是選在起點(diǎn)距為2.0m垂線上的0.6水深處，經(jīng)過計(jì)算分析，阿額水文站的單沙取樣點(diǎn)宜選在起點(diǎn)距為4.0m垂線上的0.6水深處。

6、泥沙測(cè)驗(yàn)方案：

6.1 斷面含沙量測(cè)驗(yàn)的垂線布置：

為滿足控制含沙量橫向轉(zhuǎn)折變化，根據(jù)河流特性，河段順直，河床沖淤變化不大，無漫灘、分流、壅水等現(xiàn)象的單式河槽斷面，主流穩(wěn)定少變，橫向變化較小，含沙量在斷面內(nèi)的橫向分布與斷面形狀和流速分布相似，因此，阿額水文專用站測(cè)沙垂線布置與測(cè)速垂線重合，斷面上共布設(shè)5條測(cè)沙垂線。

6.2 垂線上的取樣方法：

阿額河屬山區(qū)性河流，暴漲暴落，采用多點(diǎn)法取沙難度較大，采用一點(diǎn)法取沙，已能滿足工程建設(shè)方的需要。

6.3 斷面含沙量的測(cè)次布置：

本站枯水期水位較小，不易施測(cè)斷沙，故測(cè)次主要分布在含沙量較大的高、中水期，控制含沙量變幅的70%。

6.4 單沙測(cè)驗(yàn)：

為控制含沙量變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，測(cè)次主要分布在多沙的洪水期，洪水期測(cè)點(diǎn)占全年測(cè)點(diǎn)的80%以上，枯水期采取5～6天取沙一次。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳子云.水文測(cè)驗(yàn).水利電力出版社.1980.06

[2] 徐怡曾.水文資料整編.第二版.北京.水利電力出版社.1984.02

作者簡(jiǎn)介：王紹祥，籍貫：云南丘北，1972年6月出生。