摘要：何謂懸移質(zhì)輸沙率呢？一般來說，它是指在一定河床與水流組成條件下，該流域水流在單位時(shí)間內(nèi)能夠攜帶并順利通過河段下泄的懸移質(zhì)中床沙質(zhì)泥沙的數(shù)量。就我國而言，當(dāng)期應(yīng)用較為普遍的同步測(cè)流方式不僅測(cè)驗(yàn)時(shí)間長、測(cè)驗(yàn)結(jié)果不具代表性且會(huì)在該流域洪水期水位變化急劇的影響下無法正常測(cè)驗(yàn)，因而存在諸多問題。如何研究探討出一種適應(yīng)各種水域水位環(huán)境且能夠精確測(cè)量泥沙資料數(shù)據(jù)的測(cè)驗(yàn)方式已成為當(dāng)前相關(guān)工作人員最亟待解決的問題之一。本文依據(jù)這一實(shí)際情況，提出一種新型的懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方式，并就其在多沙河流泥沙監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用情況作出詳細(xì)分析與闡述。

關(guān)鍵詞：多沙河流；懸移質(zhì)輸沙率；測(cè)驗(yàn)方式；泥沙含量

中圖分類號(hào)：TV132.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-0432（2012）-02-0207-1

針對(duì)當(dāng)前同步測(cè)流方式所存在的諸多缺陷，筆者現(xiàn)提出一種新型的懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方法。這種懸移質(zhì)輸沙率測(cè)量方法以部分流量加權(quán)定理為依據(jù)，直接在測(cè)點(diǎn)含沙量數(shù)據(jù)支持下經(jīng)由流速權(quán)重系數(shù)與流量權(quán)重系數(shù)得出流域斷面內(nèi)平均含沙量檢測(cè)值，大大降低了同時(shí)測(cè)流測(cè)驗(yàn)方式下的監(jiān)測(cè)難度系數(shù)。在水文水質(zhì)正常情況下，這種懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方式不僅能夠大幅度縮短測(cè)驗(yàn)所需時(shí)間與工作強(qiáng)度，并使得該次測(cè)驗(yàn)結(jié)果具有典型代表性?？梢哉f，這種懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方式為泥沙巡測(cè)乃至整個(gè)水文體制的創(chuàng)新性改革打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。筆者現(xiàn)從這種懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方式的基本工作原理分析以及其在多沙河流中權(quán)重系數(shù)的確定方式分析這兩個(gè)方面入手，結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，談一談自己的看法與體會(huì)。

1 懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方式的基本原理分析

就我國而言，河流懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)相關(guān)規(guī)范性文件中明確指出：在采用不同的懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方法進(jìn)行河流某一流域斷面平均含沙量的過程中，懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方式的利用必須始終符合流量加權(quán)相關(guān)原理與測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)精度的基本要求。規(guī)范制定這一基本要求的原因主要可以歸納為以下兩個(gè)方面：第一，時(shí)段輸沙量的測(cè)驗(yàn)?zāi)康囊筝斏陈实臏y(cè)驗(yàn)方法需要與流域斷面平均含沙量的基本測(cè)驗(yàn)原理相吻合；第二，大量的實(shí)踐研究結(jié)果表明，要想在懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)過程中正確處理回水區(qū)泥沙與流域斷面似水之間的管理，并得出與斷面輸沙率相對(duì)應(yīng)的斷面平均含沙量就勢(shì)必要選取向量加權(quán)法作為整個(gè)懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方法中的基本運(yùn)算方式。

根據(jù)規(guī)范中所規(guī)定的部分流量加權(quán)原理，我們可以根據(jù)既定的流域斷面平均含沙量以及斷面平均顆粒級(jí)配的計(jì)算公式推導(dǎo)出這樣一種關(guān)系——懸移質(zhì)斷面平均含沙量與測(cè)點(diǎn)流速權(quán)重、部分流量權(quán)重系數(shù)以及該測(cè)點(diǎn)含沙量取值之間始終呈函數(shù)關(guān)系，并且這種函數(shù)關(guān)系還同樣適用于水域斷面平均小于某粒徑沙重百分?jǐn)?shù)與測(cè)點(diǎn)流速與流量權(quán)重系數(shù)之間的關(guān)系概括。這也正是我們通過測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取懸移質(zhì)斷面平均含沙量以及輸沙率的基本原理。

2 權(quán)重系數(shù)的確定方式分析

一般來說，在整個(gè)懸移質(zhì)輸沙率的測(cè)驗(yàn)過程中，所涉及到的權(quán)重系數(shù)主要可以分為部分流量權(quán)重系數(shù)與測(cè)點(diǎn)位置的流速權(quán)重系數(shù)這兩種。筆者現(xiàn)從這兩個(gè)方面入手，簡要說明懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)中權(quán)重系數(shù)的確定方式。

2.1 部分流量權(quán)重系數(shù)的確定方式分析

在水文水質(zhì)正常運(yùn)行作用下，水文測(cè)站流域內(nèi)的水流流態(tài)與測(cè)驗(yàn)斷面的形狀都會(huì)對(duì)部分流量權(quán)重系數(shù)的取值產(chǎn)生影響，其中尤以斷面的形態(tài)影響深刻。部分流量權(quán)重系數(shù)的確定能夠復(fù)制斷面平均含沙量的運(yùn)算工作，并建立起相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系去限度，作為部分流量權(quán)重系數(shù)的借用方案，為測(cè)驗(yàn)后期數(shù)據(jù)誤差的修訂提供幫助。針對(duì)多沙河流輸沙率測(cè)驗(yàn)工作來說，受其水文觀測(cè)站點(diǎn)流域內(nèi)沖淤變化大、斷層結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等特點(diǎn)影響，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)著重考慮平均累計(jì)面積百分?jǐn)?shù)與累積流量百分?jǐn)?shù)之間的曲線關(guān)系，以此確保懸移質(zhì)輸沙率所獲取的平均含沙量取值精確、穩(wěn)定。

2.2 測(cè)點(diǎn)位置流速權(quán)重系數(shù)的確定方式分析

我們知道測(cè)點(diǎn)位置流速權(quán)重系數(shù)的取值精度將直接關(guān)系到斷面垂線方向平均顆粒級(jí)配與平均含沙量的取值精度，是整個(gè)懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)工作中的核心與關(guān)心。一般來說，這一指標(biāo)的取值取決于水文檢測(cè)站垂直線方向水流流速的分析規(guī)律，并與每一測(cè)點(diǎn)部分的流量權(quán)重系數(shù)密切相關(guān)。在但技術(shù)條件支持下，有關(guān)測(cè)點(diǎn)位置流速權(quán)重系數(shù)的確定方式可以分為理論公式法與經(jīng)驗(yàn)相關(guān)法兩種，多沙河流水文監(jiān)測(cè)站需要根據(jù)自身是否具備精測(cè)法下流量資料這一指標(biāo)來合理選擇流速權(quán)重系數(shù)的計(jì)算技術(shù)。

2.2.1 理論公式法 這種流速權(quán)重系數(shù)的確定方式主要適用于那部分缺乏精測(cè)法下流量資料數(shù)據(jù)的多沙河流水文檢測(cè)。相關(guān)工作人員需要對(duì)同一水文流域內(nèi)鄰近水文監(jiān)測(cè)站所提供的水文垂線方向流速分析規(guī)律推斷出本監(jiān)測(cè)站垂直方向的水體流速規(guī)律，在此基礎(chǔ)之上確定垂線方向的流速分布規(guī)律，進(jìn)而獲取權(quán)重系數(shù)。

2.2.2 經(jīng)驗(yàn)相關(guān)法 一般來說，這種流速權(quán)重的確定方式多適用于具備充分精測(cè)法下流量數(shù)據(jù)的多沙河流水文監(jiān)測(cè)。相關(guān)工作人員僅需要依據(jù)本監(jiān)測(cè)站所提供的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該流域內(nèi)垂線方向的流速分布規(guī)律進(jìn)行對(duì)照，進(jìn)而就能夠得到真實(shí)可靠的流速權(quán)重系數(shù)。這種簡略的計(jì)算方式所確定的流速權(quán)重系數(shù)與理論公式法下所取得的流速權(quán)重系數(shù)是基本一致的。

3 結(jié)束語

本文所介紹的這種新型懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)方式的應(yīng)用核心在于測(cè)點(diǎn)位置的選擇與權(quán)重系數(shù)的確定。多沙河流在水文監(jiān)測(cè)中應(yīng)用加重測(cè)驗(yàn)技術(shù)不僅能夠節(jié)約大量的測(cè)驗(yàn)消耗，所獲取的數(shù)據(jù)誤差也符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，值得大范圍的推廣與應(yīng)用。

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作者簡介：劉文良(1964-)，男，漢族，吉林白山人，吉林省水文水資源局白山分局助理工程師，研究方向：水文。