嘉陵江谈家庄水文站单断沙关系分析

董成海，魏娇妮

(1.甘肃省陇南水文站，甘肃 成县，742500；2.甘肃省临洮水文站，甘肃 定西，730599)

1 测站基本情况

1.1 测站概况

谈家庄水文站位于甘肃省徽县嘉陵镇谈家庄，地理位置为东经106°11′47″，北纬33°42′11″。始建于1975年1月，1981年8月21日发生大洪水被冲毁，在原址上游对岸17.7m处重建。

该站为嘉陵江干流上游的控制站，集水面积6694km2，至河口(长江)距离961km。属国家重要水文站、中央报汛站、国家水质监测站、甘肃省重要省界断面站。

1.2 河道及断面情况

该站测验河段基本顺直，右岸河堤高10.0m，左岸河堤高5.0m，两岸河宽约120m，河堤陡峭，中、高水期，河槽接近于矩形。无岔流、串沟、逆流、回水和死水等情况。河床主要由细沙和砂砾石组成，断面较为稳定，冲淤变化不大。流向基本顺直，中泓随水位升高主流逐渐右移，高水时较稳定。近年来流域内植被较好，随上游电站水库的修建，泥沙相对较小。

1.3 测站特性

本站上游大部分为山川耕地，且经常发生局地暴雨，洪水主要由上游暴雨形成。洪水过程多为涨落缓慢的矮胖型或复式的陡涨陡落尖瘦型洪峰，有山溪性河流的特性。Z～Q关系低水时呈多条关系曲线，高水时为稳定的临时曲线或绳套线。

河段无经常性冲淤，历年单断沙关系为单一直线，多年平均径流量40.44亿m3，多年平均输沙量452万t。

2 泥沙测验方法

3 单断沙关系分析

3.1 资料选用

最大实测断面平均含沙量176kg/m3发生在2013年，最小实测断面平均含沙量0.083kg/m3发生在2005年。实测输沙率最高水位751.20m发生在2020年，实测输沙率最低水位739.56m发生在1979年。建站以来监测到最高水位756.68m和最大流量8340m3/s均发生在1981年，但因发生大洪水导致泥沙测验设备水毁，没能取得相关泥沙测验资料。次高水位752.01m发生在2020年，建站以来最低水位739.28m发生在1976年。再考虑上游水利建设情况和环境变化情况，选取2000年至2020年共21年泥沙监测资料进行单断沙关系分析。建站以来实测断面平均含沙量变幅为176kg/m3，所选年限资料实测断面平均含沙量变幅为176kg/m3，所选资料输沙率沙量变幅占历年沙量变幅的100%。建站以来水位变幅为17.40m，所选年限资料输沙率水位变幅为11.49m，水位变幅占历年水位变幅的66.0%。若剔除无泥沙资料的1981年，则所选年限输沙率水位变幅占比可达98.7%。

3.2 历年单断沙关系分析

2000年至2020年各年实测输沙共380份，根据规范要求将380个点子绘制单断沙关系图进行定线，得到通过原点的一条直线，利用南方片资料整编程序对综合曲线进行三种检验，得到符号检验0.92，小于1.15；适线检验-6.84；小于1.64；偏离检验1.00，小于1.65；随机不确定度3%，小于20%；系统误差0.1%，小于2%。满足单断沙关系线定线要求[2]，可以定为单一线，确定历年单断沙关系系数K=0.9980。历年单断沙关系见图1。

图1 谈家庄站单断沙关系综合曲线

3.3 各年单断沙关系线与历年综合单断沙关系线偏离分析

图2 谈家庄站各年单断沙关系线与综合单断沙关系线套绘

表1 谈家庄水文站单断沙关系线偏离综合线误差统计

3.4 推求年输沙量的精度分析

在南方片整编软件中采用综合单断沙关系系数对2016至2020年共5年的泥沙资料进行整编计算，得到推算出的年输沙总量。实际各年输沙量与推算出的各年输沙量的相对偏差见表2。可以看出，推求出的年输沙量与实际年输沙量在近5年内最大相对偏差只有0.12%，表明年输沙总量可以用所定综合单断沙关系线来推求。

表2 推求年输沙量与实际输沙量相对偏差统计

4 结论

(1)谈家庄水文站2000-2020年输沙率沙量变幅占建站以来历年输沙率沙量变幅的100%。输沙率水位变幅占历年水位变幅的71.1%。如剔除没有泥沙资料的1981年，2000-2020年输沙率水位变幅占比为97.2%。

(2)通过对2000-2020年共21年380份实测输沙率成果进行分析，得到三种检验合格的综合单断沙关系线为过原点的直线，确定综合单断沙关系曲线系数k为0.9980。各年单断沙关系线与综合单断沙关系线最大相对偏离仅为-0.80%，小于±5%。所定单断沙综合曲线符合规范相关要求。

(3)在南方片整编软件中采用所定综合单断沙关系系数推求近5年年输沙量，推求出的年输沙量相对最大偏差为0.12%。谈家庄水文站年输沙量可用所定综合单断沙关系系数进行推算。