隆安水文站輸沙率測驗間測分析

黃紅茴

（南寧水文中心隆安水文中心站，廣西 隆安 532799）

1 隆安水文站概況

隆安水文站前身為下顏水文站。下顏水文站于1957年6月11日設(shè)立，站址位于隆安縣雁江鎮(zhèn)福顏村。2007年1月1日因受金雞灘水電站淹沒影響，遷至隆安縣新華街1號重建為隆安水文站。隆安水文站是珠江流域西江水系右江下游的重要控制站，是國家重要水文站，集水面積32 709 km2；上游建有百色水利樞紐、澄碧河水庫、魚梁電站及金雞灘電站等水利工程。

隆安站測驗河段順直，上下游500 m處有急彎，水流通暢，斷面控制良好。測驗斷面于基下28 m處，與纜道斷面重合，斷面為天然“U”字型，左岸為沙土，右岸為黃土，河床為礫石組成，沖淤變化大，不穩(wěn)定。斷面雖有局部崩塌或沖淤，但面積變化幅度均在5%以內(nèi)，歷年水位面積關(guān)系曲線都是穩(wěn)定的單一線。隆安站大斷面圖見圖1。

圖1 隆安站大斷面圖

2 泥沙測驗情況

隆安站多年平均含沙量為0.385 kg/m3，多年平均輸沙量為579萬t。流域水土流失較為突出。中上游地區(qū)原始植被受到嚴重破壞，河灘草地被濫墾，導致森林覆蓋率逐年下降，土質(zhì)長期處于疏松、柔軟狀態(tài)，更容易造成水土流失。隨著上游梯級電站相繼建成，特別是百色水庫建成后攔截了大量泥沙。2006年以來隆安河段含沙量逐年減少。2016年老口電站建成，隆安站受老口電站變動回水影響。

隆安水文站的單樣含沙量測驗，視含沙量大小而定，一般情況是每日08：00取樣一次，汛期遇大洪水時，按規(guī)定增加測次。非汛期由于含沙量較小，一般每5～10 d取樣一次。歷年單樣含沙量取樣位置在基下28 m，取樣垂線位置固定在起點距92.0 m處，單樣含沙量測驗為固定一線積深法取樣。

流量測驗用纜道流速儀法施測，全年使用垂線積深法施測輸沙率。根據(jù)《河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范》（GB/T 50519-2015），每年的輸沙率測驗不少于10次，相應(yīng)單沙取樣方法與輸沙率測驗取樣方法一致，一般在測流開始和結(jié)束各取樣一次，歷年來采用瓶式容積6 L采樣器取樣，沙樣處理為常規(guī)沉淀烘干，用1∶1000光學讀數(shù)天平秤干沙重。

輸沙率取樣垂線位置為纜道斷面起點距92.0、105、125、140、160、185、200 m共7條，用積深法取樣。測沙垂線位置示意圖見圖2。

圖2 隆安水文站輸沙率取樣垂線圖

該站2007—2018年期間，實測最高水位86.71 m（85基準），相應(yīng)流量3590 m3/s，實測最低水位為71.42 m，實測最小流量27.0 m3/s；實測最大斷沙為2008年9月27日的3.13㎏/m3，實測最小斷沙為2016年10月24日的0.006㎏/m3；實測輸沙率最大相應(yīng)單沙為2008年9月27日的2.96㎏/m3，實測輸沙率最小相應(yīng)單沙為2016年10月24日的0.006㎏/m3；2007—2018年相應(yīng)輸沙實測最高水位為85.86 m（2008年），最低水位為76.34 m（2011年），輸沙實測水位變幅9.52 m。

實測斷面平均含沙量變幅占期間變幅為（2.96-0.006）/（2.96-0.000）×100%＝99.8%；實測水位變幅占歷年變幅為（85.86-76.34）/15.29×100%＝62.3%。

3 歷年及綜合單斷沙關(guān)系線情況

輸沙率測驗分析資料選用2007—2018年連續(xù)11年實測輸沙率成果全部測次共113個單斷沙關(guān)系點，選用資料包含了歷年最大單沙和實測輸沙率最大相應(yīng)單沙的年份資料，用南方2.0整編軟件繪制歷年綜合單斷沙關(guān)系線（見圖3）。

圖3 隆安站歷年綜合單斷沙關(guān)系曲線

從圖3可看出，點群關(guān)系非常密集且成一帶狀分布，可通過原點及各平均值關(guān)系點的點群中心定出一條關(guān)系直線，即為各組平均值關(guān)系點的歷年綜合單斷沙關(guān)系線。通過南方2.0整編軟件進行圖形定線，對歷年及綜合線單斷沙關(guān)系系數(shù)進行符號檢驗、適線檢驗和偏離數(shù)值檢驗，結(jié)果見表1，檢驗結(jié)果滿足規(guī)范要求。

表1 精度檢驗結(jié)果表

4 間測條件分析

（1）《河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范》（GB/T 50519-2015）第8.1.4條款第1條規(guī)定：（對二、三類站）當有5～10 a以上的資料證明，實測斷面平均含沙量變幅占歷年變幅的70%以上，水位變幅占歷年變幅的80%以上時，可實行間測。同時《規(guī)范》條文說明第8.2.4條款規(guī)定：實測輸沙率的沙量和水位變幅達到上述要求，可在已實測的變幅內(nèi)實行間測。隆安水文站2007—2018年實測斷面平均含沙量變幅占期間變幅為99.8%；水位變幅占歷年變幅為94.4%，按照要求，水位在86.00 m以下可實行輸沙率間測。

（2）《水文巡測規(guī)范》（SL 195-2015）第4.2.7條款c條要求：各類泥沙站各年的單斷沙關(guān)系線與歷年（5～10 a或10 a以上）單沙斷沙綜合關(guān)系線相比較，如果各年關(guān)系線偏離綜合線的最大值均在±5%以內(nèi)，則測站的懸移質(zhì)輸沙率可實行間測。

隆安站2007—2016單斷沙關(guān)系均為通過原點的單一直線，單斷沙關(guān)系系數(shù)為1.0 000，2017年為通過原點的、單斷沙關(guān)系系數(shù)為1.0 300的單一直線，2018年為通過原點的、單斷沙關(guān)系系數(shù)為0.9 906的單一直線。繪制各年綜合單斷沙關(guān)系線圖（見圖4），各年單斷沙關(guān)系線偏離綜合線相對誤差見表2，由表2可以看出，各年關(guān)系線偏離綜合線的最大值均在±5%以內(nèi)，因此，隆安水文站懸移質(zhì)輸沙率可實行間測。

圖4 隆安站各年與歷年綜合線單斷沙關(guān)系線圖

表2 隆安站各年單斷沙關(guān)系線偏離綜合線相對誤差表

5 結(jié)語

（1）對隆安水文站2007—2018年連續(xù)12年實測輸沙率成果進行相關(guān)計算分析，分析符合《水文巡測規(guī)范》（SL 195-2015）和《河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范》（GB/T 50159-2015）有關(guān)輸沙率規(guī)定及要求，該站懸移質(zhì)輸沙率在水位86.00 m（高洪水位）以下可實行間測。間測期間，可只測單樣含沙量，并可采用各年綜合關(guān)系線整編資料。

（2）隆安站輸沙率測驗從2019年起，水位86.00 m以下實行間測，停3年測1年，輸沙率間測的年份按《測站任務(wù)書》和《河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范》（GB/T 50159-2015）要求施測單樣含沙量，借用歷年綜合單斷沙關(guān)系線K=1.00推求斷面平均含沙量，進行泥沙資料整編，檢測年份輸沙率測驗檢測不少于3次。

（3）當發(fā)生超86.00 m水位以上或較大洪水或上游、區(qū)間發(fā)生稀遇暴雨等特殊水情、特殊沙情時，即刻恢復輸沙率測驗，并與歷年綜合單斷沙關(guān)系線進行t檢驗，以驗證是否發(fā)生變化。

（4）校測期間如發(fā)現(xiàn)單斷沙關(guān)系發(fā)生異常變化，立即恢復輸沙測驗，仍按實行間測前的方法進行施測，按照二類站標準每年完成7～15次輸沙率測驗。