道县(二)水文站输沙率测验方式分析_罗小玲.pdf
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1、罗小玲,贺雪梅(永州水文水资源勘测中心,湖南 永州425000)收稿日期:2023-03-09作者简介:罗小玲(1983-),女,湖南衡南人,大学本科,工程师,主要从事水文测验、水文预报、水质分析等工作,E-mail:。摘要:根据河流悬移质泥沙测验规范要求,通过对道县(二)水文站20172021年71次各种水沙条件下的输沙率资料进行综合定线和误差计算分析,从而实现输沙率间测,这样的泥沙测验工作既可减少工作量、减轻工作强度、节省人力,又能满足含沙量、输沙率精度要求。文章对此进行了介绍。关键词:输沙率;测验方式;分析道县(二)水文站输沙率测验方式分析1测站情况道县(二)水文站以下简称道县(二)站位
2、于潇水中游,属国家重要站,流量为一类精度站,泥沙为二类精度站。于 2014 年底由原道县水文站下迁至道县道江镇滨河路村,东经 11135,北纬 2531,与原站断面距离为 3.7 km,两断面间无支流汇入,集水面积为 5 634km2,比原站集水面积增加 21 km2。上游约 85 km 处有涔天河水库(坝址控制流域面积 2 466 km2,占该站集水面积的 43.8%),下游约 65 km 处建有双牌水库。水情变化受上、下游水利工程影响,当下游双牌水库水位达 166.50 m(吴淞基面)时,回水顶托影响本站水位变化,上游涔天河水库闸门启闭也影响本站水位变化。测验河段顺直长约 500 m,河床
3、由砂卵石、岩石组成,右岸部分有少量淤泥,河床较稳定。断面呈“U”形,断面下游约 1 200 m 处有一弯道,高水时可形成断面控制。基本水尺断面兼流速仪测流断面,流向与基本断面垂直,河床比较稳定,正常水面宽在 150 m 左右,河道水流较集中,主流位置在左岸,低枯水时右岸有死水。水位达 172 m 时,右岸开始漫滩,最大漫滩宽度达80 m。洪水主要由降雨产生,洪水涨势较平缓,峰型适中,河道含沙量不大,沙峰与洪峰有一定的相应性。根据湖南省水文水资源勘测局水文监测处,湘水文测便字2015第 35 号文件批复:道县(二)站泥沙单样取样位置、断面输沙取样垂线优化分析,从 2016 年1 月 1 日起输沙
4、取样垂线由原 10 条调整为 6 条,具体起点距:19 m、40 m、60 m、80 m、120 m、140 m。测验方法为横式 6/18 选点法,即:取样工具为横式采样器,每根取沙垂线在其相对水深 0.2、0.6、0.8 处各取 1 000mL 水样。单沙取样垂线由 10 条调整为 1 条,测验方法为固定一线三点混合法,即:在起点距 40 m 的测沙垂线,相对水深 0.2、0.6、0.8 三点各取 1 000 mL 水样,然后按 111 混合。2间测分析2.1资料选取道县(二)站有 20152021 年实测悬移质输沙率资料共 118 次,其中 2015 年 30 次、2016 年 17 次、
5、2017年 14 次、2018 年 16 次、2019 年 16 次,2020 年 14 次,2021 年 11 次。由于涔天河水库扩建工程于 2016 年 12 月 30 日下闸蓄水,通过该站的输沙率明显减少,2017 年及以后的悬移质输沙率资料与之前的资料不再属于同一个系列,故本次分析资料为 20172021 年 5 年的实测悬移质输沙率资料,共计 71 次,包含了高、中、低各级泥沙,具有较好的代表性,资料统计情况见表 1。历年最大断面平均含沙量为 0.821 kg/m3,历年最小断面平均含沙量为 0 kg/m3,历年最高水位为 170.97 m,历年最低水湖南水利水电 2023 年第 3
6、 期专 业 技 术 与 设 计21DOI:10.16052/ki.hnslsd.2023.03.013罗小玲,贺雪梅/道县(二)水文站输沙率测验方式分析位为 164.75 m;实测最大断面含沙量为 0.806 kg/m3,最小断面含沙量为 0.008 kg/m3,实测断面含沙量变幅为0.798 kg/m3,实测最高水位为 170.93 m,实测最低水位为 165.57 m,实测水位变幅为 5.36 m。实测断面平均含沙量变幅占历年断面含沙量变幅的 97.2%,大于70%,相应水位变幅占历年水位变幅的 86.2%,大于 80%,符合河流悬移质泥沙测验规范(GB/T 50159-2015)的间测分
7、析要求。2.2单断沙关系分析2.2.1单断沙关系检验内容与指标根据 水文资料整编规范(SL/T 247-2020)要求,单断沙关系线为单一线、使用时间较长的临时线,且测点在 10 个及以上的均进行符号检验、适线检验、偏离数值检验、标准差、随机不确定度和系统误差计算。随机不确定度和系统误差的指标见表 2。2.2.2单断沙关系检验成果1)各年单断沙关系及其检验成果。20172021年各年的单断沙关系线均为单一线,比例系数 K 值也均为 1.00,关系线均经过三项检验,各指标均符合整编规范要求。三项检验和随机不确定度与系统误差计算成果见表 3,单断沙关系图详见图 1图 5。2)多年综合单断沙关系及其
8、检验成果。将20172021 年 71 次实测断面含沙量与相应单样含沙量点绘在总图上,以单样含沙量为纵坐标,断面含沙量为横坐标。单断沙关系总图详见图 6。单断沙关系总图同时进行三项检验,三项检验情况详见表 4。表120172021年实测单断沙情况统计表kg/m320170.6100.6080.06220180.4140.4140.05320190.6010.6020.11620200.8060.8080.14520210.5070.5080.008年份实测最大断面含沙量相应单样含沙量实测最小断面含沙量0.0680.0560.1160.1450.008相应单样含沙量测次1416161411表2单
9、断沙关系定线精度指标表多线法320二类精度站单一线法320多线法424三类精度站各种关系线法328一类精度站单一线法218站类定线方法定线精度指标系统误差/%随机不确定度/%图12017年单断沙关系图表320172021年单断沙关系三项检验成果表符号检验:u=-0.27允许:1.15(显著性水平a=0.25)合格适线检验:U=-0.55免检偏离数值检验:|t|=0.82允许:1.75(显著性水平a=0.10)合格2018年三项检验成果样本容量:N=16正号个数:8.5符号交换次数:102017年三项检验成果样本容量:N=14正号个数:7符号交换次数:7符号检验:u=0.00允许:1.15(显著
10、性水平a=0.25)合格适线检验:U=-1.55免检偏离数值检验:|t|=1.42允许:1.73(显著性水平a=0.10)合格2019年三项检验成果样本容量:N=16正号个数:8.5符号交换次数:9符号检验:u=0.00允许:1.15(显著性水平a=0.25)合格适线检验:U=-1.03免检偏离数值检验:|t|=1.05允许:1.73(显著性水平a=0.10)合格2020年三项检验成果样本容量:N=14正号个数:6.5符号交换次数:7符号检验:u=0.00允许:1.15(显著性水平a=0.25)合格适线检验:U=-0.55免检偏离数值检验:|t|=1.12允许:1.75(显著性水平a=0.10
11、)合格2021年三项检验成果样本容量:N=11正号个数:5符号交换次数:5符号检验:u=0.00允许:1.15(显著性水平a=0.25)合格适线检验:U=-0.32免检偏离数值检验:|t|=0.6允许:1.75(显著性水平a=0.10)合格标准差:Se(%)=0.9随机不确定度(%):1.8系统误差(%):-0.2标准差:Se(%)=3.0随机不确定度(%):6.0系统误差(%):-0.6标准差:Se(%)=3.0随机不确定度(%):6.0系统误差(%):-1.0标准差:Se(%)=0.9随机不确定度(%):1.8系统误差(%):0.2标准差:Se(%)=0.6随机不确定度(%):1.2系统误
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