溪口站悬移质泥沙测验问题的探讨

叶阳

摘 要：悬移质泥沙测验实行间测可提高工作效率，节约人力、物力和财力，同时也提高了悬移质泥沙测验的时效性、准确性和可靠性。文章通过大埔县溪口站输沙率测验进行了间测分析，可在类似测站推广应用。

关键词：汀江流域溪口站 悬移质泥沙 测验

对于溪口站来说，了解悬移质泥沙情况是非常必要的，能够合理的部署作业方案，保证溪口站良好运行，满足水利事业发展需求。从以往悬移质泥沙测验实际情况加以了解，传统的测验方式方法存在一些弊端，难以准确掌握河流中泥沙含量。为了改变此种局面，悬移质泥沙测验应实行间测，着重围绕断面输沙率测验和单位水样含沙量测验这两方面内容展开，如此不仅能够缩短工作强度及工作时间，同时也能够获得精准度较高的测验结果，为有效地治理水文问题创造条件。

1.流域概況

汀江是韩江一级支流，发源于福建宁化木马山，在永定棉花滩流入梅州境内的大埔青溪，于茶阳汇小靖河和樟溪河，在三河坝与梅江、梅潭河汇合流入韩江，流域集雨面积11802 km2，河长323km，平均坡降2.4‰。汀江在梅州境内有集雨面积1333 km2，河长55km，河床坡降1.27‰。溪口站位于汀江下游的大埔县青溪镇溪口村（东经 116°38′25″，北纬24°32′25″）。集水面积9228㎞2，本站设立于1958年5月，主要结合流域开发，水电工程规划，水质监测及水情需要而设立，是国家重要水文站，同时也是韩江流域汀江控制站，为一类精度水文站。观测项目：水位、流量、泥沙、降水、水质等。

1.1 设站目的

结合相关资料及当地的实际情况，了解到水文站设置的目的是对当地进行水质监测，并为防洪预报水情。也正因如此，才设置了水位、流量、泥沙、降水量、水质这五个观测项目。

1.2 测验河段情况

对水文站观测信息加以查看和了解，能够掌握测验河段的实际情况，也就是河段基本水尺断面下游约400m河段向右拐弯；而约530m为比降上断面；测流断面上游约800m建设了汀江大桥。下游约400m建设了铁路大桥。测验河段的河床为沙石，主槽冲淤基本平衡。

1.3 测站控制条件

因溪口站位于汀江下游，属于河槽控制，所以测站控制条件是最好保证测验河段顺直，沙质河床且稳定，即便是在中、高水位时也不会漫滩。

2.悬移质输沙率测验方式的基本原理分析

参考相关规范性文件及测验要求，了解到悬移质输沙率测验过程中对采用何种测验方法并没有要求，但在具体测验时一定要按照流量加权相关原理及测验数据精准度要求来进行操作，尽可能的获得真实、准确、有效、精准的测验结果。之所以提出如此规范要求，一方面是为了保证悬移质输沙率的测验方法的实施能够与流域断面平均含沙量的基本测验原理相吻合，那么所执行的测验工作才能有效、可行。另一方面是因大量实践研究已经证实测验过程中如若利用向量加权法来计算悬移质输沙率，那么前提条件便是正确处理回水区泥沙与流域断面水，并得到与断面输沙率相对应的断面平均含沙量。所以，为了做到这点，需要按照以上要求来进行悬移质输沙率测验。

3.断面平均含沙量计算数学模型

因测站特点、精准度、设备条件等因素均会给悬移质输沙率测验带来一定的影响，所以在具体构建断面平均含沙量计算数字模型之际应注意考虑以上因素。与此同时，还严格按照部分流量加权原理来选用适合的测验方法，以便后续能够精准的测定断面含沙量。这部分会涉及到的公式为：

在此基础上，根据以上公式原理设计可行性的简化的取样方法，并对取样方法予以原理性检验，最终选择适合的取样方法，作为断沙测验方法。

又因垂线混合法应用效果较好，常被用于悬移质输沙率测验之中，所以可以利用此方法来计算测含沙量。所用公式为：

4.资料来源及统计

选自1983年至2012年共计188份的实测输沙率资料（详见附件1），1983年以来的实测资料统计：实测最大单样含沙量为12.2Kg/m3（1996年8月8日14时18分）相应水位：19.42m；实测最小单样含沙量为0.004Kg/m3（2004年7月30日15时30分）相应水位：4.33m；实测最大断面平均含沙量为3.46Kg/m3（1983年4月10日15时40分）相应水位：13.10m；实测最小断面平均含沙量为0.004Kg/m3（2004年7月30日15时30分）相应水位：4.33m。实测输沙率的沙量变幅占历年沙量变幅的100%（大于70%以上）；水位变幅占历年水位变幅的81.9%（大于80%以上），符合输沙率间测的工作要求。

5.分析计算

溪口站自1983年至2012年单断沙关系均为单一线呈45°角。单断沙换算关系式CS=CS即比例系数K=1。采用1983年至2012年实测单断沙进行点绘单断沙关系图，并且进行适线、符号和偏离数值的三种检验以及标准差计算。如图1。

单断沙关系测点标准差 Se=6.9%，随机误差为13.8%≤ 20 %，达到规范规定的精度要求；系统误差为-0.46%≤± 3 %，达到规范规定的精度要求。

结果：上述三种方法对单断沙关系曲线的检验，均达到规范要求，认为定线正确。符合河流悬移质泥沙测验规范第七章第七节：悬移质输沙率及颗粒级配的间测分析第7.7.1条规定。溪口站输沙率测验在含沙量小于3.56Kg/m3时可以实行间测，且由于单断沙关系稳定，间测方案可定为停五年测一年。间测期间，继续施测单样含沙量，并且单沙代替断沙，进行输沙率计算。

6.悬移质泥沙测验的体会

经过以上内容的分析，了解到悬移质泥沙测验是非常重要的，能够推算以往及将来河流含沙量，为更加科学合理的部署与落实水利工作创造条件。当然，要想真正做到这一点，在具体进行悬移质泥沙测验之前，需要工作人员能够对水文站实际情况加以了解，尤其是河道特性，与此同时收集以往河道泥沙相关资料，了解河流泥沙变化规律，进而分析且掌握测验断面泥沙纵横分布情况及各种雨情下洪峰变化情况，以便研究最佳的测验时机。在具体进行悬移质泥沙测验时，结合实际情况及以往所掌握的资料，科学合理的制定测验方案，有序的进行测验操作，之后进行水文计算，掌握断面平均含沙量。

参考文献：

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