玉潔
(云南省水文水資源局 臨滄分局,云南 臨滄 677000)
2016年,云南省水文水資源局臨滄分局(以下簡稱“臨滄分局”)以轄區(qū)內(nèi)32個水文(位)站為依托,開展了以“巡測為主,輪班和小時工駐測為輔,應急監(jiān)測作補充”的水文勘測方式改革。為有效推進臨滄分局巡測工作的開展,持續(xù)深化水文監(jiān)測改革,同時也為了配合戛舊水文站制定相應的管理制度和泥沙測驗方案,減輕測站人員的工作量,提高工作效率,本文結合臨滄分局深化水文監(jiān)測改革需求,探尋戛舊水文站非汛期連續(xù)3個月以上停測單樣含沙量和輸沙率方案的可行性,對該站1964~2016年共53a的懸移質(zhì)泥沙資料進行了詳細分析計算,以期在保證該站泥沙測驗成果精度的前提下,優(yōu)化泥沙監(jiān)測方案。
戛舊水文站于1957年1月由云南省農(nóng)業(yè)廳水利局設立,屬瀾滄江流域瀾滄江水系,站址為云南省云縣忙懷鄉(xiāng)戛舊村。受大朝山水電站回水影響,2001年1月上遷至漫灣鎮(zhèn),改稱戛舊(二)站(漫灣水文站),其地理位置示意圖見圖1。該站為瀾滄江干流中游段控制站,位于東經(jīng)100°28′,北緯24°36′。初期設站目的是收集瀾滄江干流基本水文信息,為瀾滄江的水資源開發(fā)利用、保護和下游防汛工作服務。該站集水面積為108 475 km2,屬一類精度水文站。該站測驗河段順直約800 m,左右岸均為巖石,岸邊非常穩(wěn)定;河床為出路基巖,無沖淤變化,斷面穩(wěn)定。該站設立初期,測驗項目有水位、流量、降水,1963年增加泥沙測驗,1985年增加泥沙顆粒分析,1973年增加水質(zhì)檢驗等。
戛舊水文站建站以來最大流量為8 560 m3/s(1966年9月1日),最小流量為269 m3/s(1970年2月23日);年平均最大流量為1 620 m3/s(2000年),年平均最小流量為903 m3/s(1994年),多年平均流量為1 211 m3/s;年最大輸沙量為9 037萬t(1991年),年最小輸沙量為 22.48萬t(2013年);年最大降水量為1 618 mm(1983年),年最小降水量為775.7 mm(2003年),多年平均降水量為 1 115.5 mm。
1993年11月該站上游12 km處的漫灣電站水庫下閘蓄水,漫灣水庫正常蓄水位994 m,相應庫容 9.2億m3。2001年11月距該站下游88.6 km的大朝山電站水庫下閘蓄水,大朝山水庫正常蓄水位899 m,相應庫容 7.08億m3。其上游的小灣電站水庫和功果橋電站水庫也分別于2008年12月和2011年9月下閘蓄水。
圖1 戛舊水文站地理位置示意
根據(jù)中華人民共和國2015年6月發(fā)布的《河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范》(GB/T 50159-2015)第8.1.6條第一款:“枯水期連續(xù)3個月以上的時段輸沙量小于多年平均輸沙量時,在該時段內(nèi),可以停測單沙、輸沙率和泥沙顆粒分析。但一類站和對泥沙資料有需要的站,應全年施測單沙”。[1]該站雖屬一類精度站,由于受上下游水電站的影響,其測站特性已發(fā)生改變,需對有關水文監(jiān)測要素進行優(yōu)化。
將戛舊水文站53 a長系列泥沙資料分3個階段進行分析,即以漫灣電站施工前的1964~1984年、施工期的1985~1993年和下閘蓄水后的1994~2016年的多年平均輸沙量進行統(tǒng)計分析,結果表明,漫灣電站水庫對該站的輸沙量有一定的影響。因此需進行分析計算,以對戛舊水文站的泥沙要素進行監(jiān)測時間優(yōu)化。
從中華人民共和國水文年鑒西南諸河水文資料成果看[2],雖然戛舊水文站1963年就開始泥沙監(jiān)測工作,但資料不完整,因此僅選取了該站1963年12月~2016年共53 a的連續(xù)實測懸移質(zhì)泥沙資料,對其可靠性、一致性、代表性3個方面進行審查。經(jīng)過審查,發(fā)現(xiàn)戛舊水文站1964~2016年泥沙資料中,1992年和1995年,因瀾滄江干流3月份發(fā)生較大的桃汛洪水,加之受上游漫灣電站施工影響,這兩年3月份的平均含沙量分別達 0.955 1 kg/m3和2.607 1 kg/m3,而其年平均含沙量僅分別為1.136 4 kg/m3和 0.520 0 kg/m3,特別是1995年3月份的含沙量是當年平均含沙量的 5.01倍。
對戛舊水文站1964~2016年的年輸沙量求算術平均值作為多年平均輸沙量,將戛舊水文站53 a以來,每年12月至次年3月連續(xù)4個月的時段輸沙量與戛舊水文站多年平均輸沙量的 3.0%進行比較,據(jù)以判斷滿足要求的合格年份,詳細分析計算表見表1,合格率統(tǒng)計見圖2。
圖2 戛舊水文站非汛期連續(xù)4個月時段輸沙量合格率統(tǒng)計
根據(jù)表1統(tǒng)計分析計算結果,有效資料總共為53 a,統(tǒng)計分析每年12月至次年3月連續(xù)4個月的時段輸沙量,時段輸沙量最大為1995年,1992年次之,分別占多年平均輸沙量的12.54%和 5.79%,時段輸沙量均大于多年平均輸沙量的3%,為不合格。時段輸沙量最小為2005年,3.07×104t,僅占多年平均輸沙量的 0.10%。造成1992年和1995年非汛期時段輸沙量不合格的原因前面已作詳細分析,這2 a泥沙資料應作為特殊年份處理。剔除1992年和1995年的資料后,其余51 a的連續(xù)4個月非汛期輸沙量均小于多年平均輸沙量3%的要求。非汛期內(nèi)連續(xù)4個月時段輸沙量小于多年平均輸沙量3%的有51 a,不合格的有2 a,合格率為 96.2%,遠遠大于75%的合格率界限。
表1 戛舊水文站非汛期連續(xù)4個月時段輸沙量合格率統(tǒng)計
根據(jù)以上分析結果以及對戛舊水文站產(chǎn)生不合格時段輸沙量的原因進行分析,結合該站受上下游水利工程控制影響的實際情況,依照文獻[1]第8.1.6條第一款規(guī)定,得出戛舊水文站懸移質(zhì)泥沙測驗方案如下:
(1)非汛期連續(xù)4個月,戛舊水文站的時段輸沙量完全符合行業(yè)相關規(guī)范的相關規(guī)定,可以停測單樣含沙量和輸沙率,停測期間的含沙量作零統(tǒng)計。
(2)停測期間,一旦發(fā)生洪水,必須立即恢復懸移質(zhì)單樣含沙量和輸沙率測驗。
參考文獻:
[1] GB/T 50159-2015河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范[S].
[2] 云南省水利局水文總站,中華人民共和國水文年鑒.藏南滇西河流水文資料[R].昆明:云南省水利局水文總站,1963-2016.