曹世文
(遼寧省鞍山水文局,遼寧鞍山114003)
岫巖水文站始建于1962 年7 月,現(xiàn)位于岫巖縣岫巖鎮(zhèn)興隆社區(qū),處于黃海岸流域、大洋河水系大洋河干流上,是大洋河上游的重要控制站,也是區(qū)域主要代表站,集水面積為910 km2。是省級重點(diǎn)水情報汛站,為當(dāng)?shù)胤姥纯购槠鹬陵P(guān)重要的作用。
大洋河發(fā)源于岫巖縣偏嶺鎮(zhèn)一棵樹嶺南側(cè),河源高程928.90 m,上游哈達(dá)碑、石灰窯、前營子、蘇子溝、紅旗等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的支流匯合后流經(jīng)岫巖、楊家堡、嶺溝鎮(zhèn),在哨子河鄉(xiāng)與哨子河匯合。境內(nèi)河長111.8 km,流域面積為1 961.6 km2,平均坡降2.19‰,該流域多屬山區(qū),部分河段落差大,水資源較豐富。
岫巖水文站作為區(qū)域中心站,擔(dān)負(fù)著2 處基本水文站的各項水文測驗工作,同時還負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)47 處遙測雨量站、3 處中小河流水文站的運(yùn)行維護(hù)和各項水文監(jiān)測工作。本文將用該站近10 年累計的實測輸沙率成果與各垂線單樣進(jìn)行分析,率定出更為合理的單位水樣位置,確定更準(zhǔn)確的單斷關(guān)系,從而實行實測輸沙率的間測,利用實測單沙過程線法來推求斷面平均含沙量,以節(jié)省更多的人力物力。
泥沙觀測設(shè)備主要為瓶式,測驗方法為選點(diǎn)法。泥沙測驗分為單樣含沙量和懸移質(zhì)輸沙率兩種,其中單樣含沙量采用瓶式固定0.6 一點(diǎn)法,目前采樣位置為基本水尺斷面起點(diǎn)距170 m 處;懸移質(zhì)輸沙率采用瓶式多垂線選點(diǎn)法。
此次分析的資料選取了近10 年中發(fā)生明顯洪水過程且有實測輸沙率測驗資料的年份,分別為2012,2013,2015,2017 和2018 年。以上選取5 年的實測輸沙率和實測單位沙樣含沙量均通過地區(qū)審查和全省復(fù)審,資料質(zhì)量成果可靠。且實測斷面平均含沙量覆蓋中高水各水位級,實測斷面平均含沙量變幅超歷年變幅70%以上,水位變幅超歷年變幅80%以上,可以作為分析資料使用。
圖1 橫向分布圖
由圖1 可以看到,2012,2013 和2015 年垂線含沙量分布較為散亂,但是從垂線分布可以看到起點(diǎn)距170 m 和190 m 處的單樣含沙量比值與斷面平均含沙量比值較為集中;從圖1(d)(e)可以看到這兩年垂線含沙量變化規(guī)律較為一致,且起點(diǎn)距170 m 和190 m 處的單樣含沙量與斷面平均含沙量比值更為集中。
從上面分析得知起點(diǎn)距170 m 和190 m 處的垂線單樣含沙量與斷面平均含沙量的比值較為集中,比值更接近于1,經(jīng)分析計算這兩條垂線的含沙比值,詳見表1。
表1 含沙比值表
由表1 分析計算所得起點(diǎn)距170 m 和190 m處的垂線比值變幅為0.93~1.14 和0.94~1.09?,F(xiàn)選擇起點(diǎn)距170 m 和190 m 處的垂線含沙量與斷面平均含沙量點(diǎn)繪歷年單斷沙關(guān)系曲線,詳見圖2 和圖3。
經(jīng)表1 和圖2,3 分析可見,起點(diǎn)距170 m 處歷年單斷沙關(guān)系曲線中單斷沙關(guān)系良好,只有個別單斷沙點(diǎn)子偏離關(guān)系曲線,91.7%的單斷沙點(diǎn)子不超限。190 m 處歷年單斷沙關(guān)系曲線關(guān)系良好,所有單斷沙點(diǎn)子均不超限,其歷年單斷沙關(guān)系線近似45 的直線關(guān)系,比值接近于1。
圖2 起點(diǎn)距170 m 處歷年單斷沙關(guān)系曲線圖
圖3 起點(diǎn)距190 m 處歷年單斷沙關(guān)系曲線圖
通過上述分析,可以得出:該站起點(diǎn)距170 m和190 m 處的垂線含沙量與斷面平均含沙量關(guān)系良好,含沙比值接近于1;起點(diǎn)距190 m 處的單斷沙點(diǎn)子均不超過,且歷年關(guān)系線近似45 的直線關(guān)系,Csm/Cˉs比值更接近于1,可以用該垂線的單樣含沙量代表斷面平均含沙量;實行含沙量間測,用起點(diǎn)距190 m 處的單樣含沙量代表斷面平均含沙量,實測輸沙率停測;間測年限為5 年,即每5 年后恢復(fù)1 年實測輸沙率的測驗,以驗證當(dāng)前垂線單樣含沙量的代表性是否合理,若垂線單斷沙關(guān)系發(fā)生變化,再進(jìn)一步進(jìn)行分析。