运河水文站单\断沙关系分析
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摘要 本文通过运河水文站单位含沙量与断面平均含沙量相关关系的建立，分析单、断沙关系受人为水利工程影响，优质高效地为各级防汛部门提供技术支持。
关键词 运河站；泥沙；分析
中图分类号：U612文献标识码： A
1 概述
运河水文站位于江苏省邳州市运河镇前索家村，东经117°56″，北纬34°20″。1955年建站，是沂沭泗流域中运河上的国家重要水文站。该站以上集水面积5万多km2，测洪标准二十年一遇，历史上实测最高水位26.85m(冻结基面，下同。冻结基面高程-0.672m=85黄海基面高程，冻结基面高程-0.583m=56黄海基面高程，冻结基面高程-0.432 m =废黄河口基面高程)，发生日期1974年8月12日，相应流量3060m3/s；实测最大流量3790m3/s，发生日期1974年8月14日，相应水位26.57m；实测最大流速2.23m/s，发生日期1963年8月1日，相应流量1730m3/s。该站主要测验项目有：水位、流量、降水、蒸发、泥沙、水质等。根据江苏省苏北供水局的要求，该站还承担江水北调的供水计量工作，汛期(5月1日～9月30日)每天测报两次流量(上午8时、下午16时)；非汛期每天测报一次流量(上午8时)；洪水期根据水位变化过程适时加测，该站的流量测验任务相当繁重。另外，中运河是国家重要水上运输通道，每天过往船只较多，严重影响该站的流量测验工作，每次测流时间一般都要1个小时左右，遇到船队过往时甚至需要１个半小时。为了缩短测流历时，在保证测流精度的前提下，对该站测流断面测速垂线进行了精简；然而输沙测验垂线也较多，测验历时更长，以及受通航船只影响，测验精度降低，为简化测验强度，提高测验精度，特进行単沙与断面含沙量的关系分析。
2 测验断面情况
该站测流断面位于陇海铁路桥上游65.6m，距离老铁路桥76.6m。桥墩对水流稍有影响，主河槽宽约170m，河底多为沙壤土，河床较稳定。主河槽右滩面宽约540m，多为杂草丛生，地势高低不平，断面上游45m为一片高地，高程为24.70～25.90m，断面下游100m为一保麦堰，高程为25.90m。左滩面宽约280m，多坑洼不平，并长有芦苇，下游有施工道路一条，高程为23.60～25.80m，在漫滩之前，一般用中泓缆道施测流量；在洪水漫滩时，用大缆道施测流量,通常左右两滩面流速基本为零，一般按死水处理。当水流在主河槽时，水面宽变化不大，高水漫滩时，水面宽成倍增加。过去根据单位含沙量使用近似法进行断面含沙量计算，然而由于近年来水利工程建设、南水北调工程实施以及五十年一遇河道治理工程完成，再加上人为活动破坏环境影响，河流含沙量发生变化。
3 分析过程
3.1资料收集
收集从2000年至2013年14年34次的输沙率含沙量资料，以研究探讨运河站单位含沙量与断面含沙量之间的关系，见表一。
3.2相关关系的建立
根据表一绘制单位含沙量与断面含沙量相关图，相关图见图一，选配两个相关因素相关线的数学模型公式分别为：y断 = 0.951单 相关系数r=0.994,相关关系很好，可以使用単位含沙量乘以系数直接求得断面平均含沙量。
图一 运河水文站单位含沙量与断面平均含沙量相关关系图
3.3关系曲线检验
通过三种检验计算表（略）得知：
3.3.1符号检验，统计值μ＝0.69，取显著性水平α＝0.25，查整编规范表3.4.1-1得μ1-а/2= 1.15 μ ＜ μ1-а/2 定线合理。
3.3.2适线检验：符号交换次数 21，免做此项检验。
3.3.3偏离数值检验：统计值|t|=0.46，查表3.4.1-2得t1-а/2= 1.31
＜ t1-а/2 定线合理。
3.3.4标准差：Se=4.1%，随机不确定度：8.2%，系统误差：0.6% 。
4 结论
我们过去对悬移质输沙率的整编是采用近似法，利用单位含沙量代替断面平均含沙量(即1：1的关系),但是，这次通过对连续14年的资料分析，它们的关系为1:0.951，2013年近似法计算的全年输沙量为30900T,而利用关系关系曲线法计算的输沙量为30600T,多计算出300T悬移质泥沙到骆马湖，2012年两种方法分别为56500T和55800T，多700T,虽然数值并不是很大，但是如果长年累计计算，泥沙量还是十分大的，给工程治理带来不科学的判断依据。所以建议根据分析的单断沙关系成果，根据水位、流量和含沙量变化，对输沙测验停测，只进行单位含沙量测验，既縮短流量测验历时，简化了劳动强度，又提高流量测验精度，以便提供及时准确的科学数据。
参考文献
中华人民共和国水利部水文局 中华人民共和国水文年鉴[s]及水文资料整编底稿。
中华人民共和国水利行业标准 水文资料整编规范SL247-2012[S] 中国水利水电出版社2012。
黄振平 水文统计学[M].河海大学出版社2003。
作者简介
周沛勇（1961-）男，工程师，副主任，研究方向：水的循环变化规律。