姜璇 聞衛(wèi)東 支遠哲 劉傳杰 邵宇陽

收稿日期：2023-12-05；接受日期：2024-02-01

基金項目：國家自然科學基金聯(lián)合基金重點項目（U2040203）；上海市水務(wù)局科研項目（滬水科2020-02）

作者簡介：姜? 璇，女，碩士研究生，主要從事河口海岸泥沙動力學方面研究。E-mail：1215613386@qq.com

通信作者：邵宇陽，男，副教授，博士，主要從事河口海岸泥沙動力學方面研究。E-mail：syy@hhu.edu.cn

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章編號：1001-4179（2024） 06-0106-08

引用本文：姜璇，聞衛(wèi)東，支遠哲，等.

長江口徐六涇站垂線含沙量代表層研究

［J］.人民長江，2024，55（6）：106-113.

摘要：在水深大、交通繁忙而無法開展傳統(tǒng)六層采樣測量的情況下，如何獲取更為準確的垂線平均含沙量進而提升入海泥沙通量的測量精度是當前學者關(guān)注的重點。以長江口入海觀測關(guān)鍵節(jié)點——徐六涇水文斷面為例，采用多種分層組合的方法計算垂線平均含沙量，運用置信區(qū)間、平均相對誤差以及Lilliefors假設(shè)檢驗等統(tǒng)計方法進行計算與分析；同時，結(jié)合觀測節(jié)點上下游水文斷面數(shù)據(jù)，分析了垂線平均含沙量代表層的表征規(guī)律。研究結(jié)果表明：雖然徐六涇水文斷面受到徑-潮流相互作用，但0.6H層被證實是最佳的垂線平均含沙量代表層，其平均相對誤差均值在（0±5）%范圍內(nèi)；然而在下游南支河段，白茆沙水文斷面受潮汐動力的影響顯著增大，從而導致0.6H單層代表性較差。研究成果對未來水文綜合浮標改造和準確獲取長江入海泥沙通量具有重要指導意義。

關(guān)? 鍵? 詞：含沙量； 代表層； Lilliefors假設(shè)檢驗； 誤差分析； 徐六涇水文斷面； 長江口

中圖法分類號： TV148+.1

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.06.015

0? 引 言

長江口為中等強度的潮汐河口，在徑流、潮流、波浪、鹽水楔以及增減水等多種變化的動力因素作用下，河口的泥沙運動規(guī)律及其分布較為復雜［1］。徐六涇水文斷面作為長江口的重要入海節(jié)點，其水沙運動受徑流為主的徑潮流雙向運動影響，并且其水沙通量能很好地體現(xiàn)進入長江口門區(qū)域的沙源量和淡水資源的豐沛程度。這不僅影響著長江口灘槽演變，而且對長江口航道沖淤與河勢變化的分析，以及長江口的保護與治理具有現(xiàn)實價值和科學意義［2］。目前在徐六涇水文站一般利用光學后散射儀（OBS-3A）的單點測沙結(jié)果對聲學多普勒流速剖面儀（ADCP）的聲散射強度進行標定，以獲取垂線平均含沙量。然而，由于現(xiàn)有條件下水文綜合浮標中光學測沙儀的測量位置接近水面以下4 m處，且ADCP的頂部和底部存在測量盲區(qū)，因此目前的測量結(jié)果存在較大誤差［3］。并且考慮到該區(qū)域水深大、交通繁忙，傳統(tǒng)采樣也難以實施。因此，為了提高入海泥沙通量的測量精度，本文擬采用代表層方法來表征徐六涇河段的垂線平均含沙量。

在恒定流領(lǐng)域，代表層方法已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，如目前長江大通水文站已經(jīng)全面使用0.6H層作為該站點的代表層，以表征垂線平均含沙量［4-5］。然而，徐六涇屬于徑潮流站，其含沙量的分布特性相較于大通站等單純的徑流站點更為復雜。盡管在非恒定流領(lǐng)域，代表層方法的研究尚處于探索階段，但也已取得了一些相關(guān)研究成果：Xie等［6］提出了使用三點法來測量計算懸移質(zhì)泥沙濃度，以探索潮汐對懸移質(zhì)沉積物濃度的影響；Box等［7］通過三點法與單點法相結(jié)合，測定了河口淺灘區(qū)域的垂線平均含沙量；在研究潮汐對河口鹽度的影響時，Gao等［8］采用了三點法代替六點法測量含沙量；而Yang等［9-10］在模擬非恒定流的水槽試驗中，運用光學后向散射技術(shù)發(fā)現(xiàn)，0.6H層可以作為代表層表征垂向含沙量；Quan等［11］研究潮汐河口垂直流速分布對含沙量計算的影響時發(fā)現(xiàn)，0.6H層的測量數(shù)據(jù)與計算所得的含沙量數(shù)據(jù)更貼近。綜合以上研究，已經(jīng)有先例證明受徑潮流作用的河口海岸地區(qū)也可以通過計算某層或多層的平均含沙量來作為代表層表征垂線平均含沙量。然而，在長江口徐六涇河段尚未進行針對性研究。因此，本文結(jié)合現(xiàn)有徐六涇站多年實測水樣數(shù)據(jù)，采用多種分層組合的方法計算垂線平均含沙量，并通過置信區(qū)間、平均相對誤差以及Lilliefors假設(shè)檢驗等分析方法，旨在找到并證明適用于該河段的代表層，為未來改進水文綜合浮標和獲取水文資料提供支撐。

1? 研究對象和方法

1.1? 研究區(qū)域概況

徐六涇斷面位于長江口徐六涇節(jié)點段，所在河段上承通州沙（TZS）汊道段，下連白茆沙（BMS）汊道段［12］，3個斷面位置圖如圖1（a）所示。徐六涇斷面呈不對稱“W”形，主深槽寬約2.35 km，最深點達-48 m［13］。近年來，徐六涇斷面右岸新通海沙岸線綜合整治工程以及左岸常熟邊灘整治工程的實施使得邊灘處形成次深槽（深度約-15 m），并加深了主深槽的最深點位置，如圖1（b）所示。本文選擇次深槽（1號垂線）和主深槽（4號垂線）作為主要研究垂線，并開展針對性地垂線含沙量分層現(xiàn)場觀測，采集相關(guān)水沙數(shù)據(jù)。

1.2? 研究數(shù)據(jù)

徐六涇現(xiàn)有水沙數(shù)據(jù)包括2003年和2004年大、中、小潮時1號、2號、3號、4號、5號垂線，2019年6月大、中、小潮時1號垂線，2019年12月大、小潮時1號和4號垂線，2021年3月大、中、小潮時1號和4號垂線。2003年和2004年的數(shù)據(jù)使用橫式采水器按六點法進行采樣，采樣頻率為1次/h。共記錄了6層水樣數(shù)據(jù)：表層、0.2H、0.4H、0.6H、0.8H和底層（H為水深，表層指水下0.5 m，底層指距底床高度0.7 m）。由于賀莉等［14］研究發(fā)現(xiàn)，懸移質(zhì)泥沙的垂線濃度分布呈現(xiàn)近底泥沙濃度突增的新現(xiàn)象。于是，在2019、2021年的數(shù)據(jù)采集中，采用了劉傳杰等［12］提出的新型雙尾翼臨底懸移質(zhì)采樣器對徐六涇斷面臨底含沙量進行采集，以獲取完整的8層水樣數(shù)據(jù)。本文主要以徐六涇2021年3月份1號垂線與4號垂線所采集的完整數(shù)據(jù)進行研究，其余數(shù)據(jù)用于輔助證明。此外，對于徐六涇的上下游，將選擇2016～2019年洪季期間上游通州沙（TZS3、TZS4）和下游白茆沙（BMS1、BMS2）的測點數(shù)據(jù)進行研究。

1.3? 研究方法

1.3.1? 傳統(tǒng)方法

（1） 六點法［12］計算垂線平均含沙量常采用垂線上各分層流速加權(quán)計算，計算公式如下：Csp=110Vm（V0Cs0+2V0.2Cs0.2+2V0.4Cs0.4+

2V0.6Cs0.6+

2V0.8Cs0.8+V1.0Cs1.0）（1）

張志林等［13］研究發(fā)現(xiàn)，當位于憩流附近時，流速較小，流向紊亂，用公式（1）計算垂線平均含沙量可能會呈現(xiàn)不合理現(xiàn)象，僅用測點含沙量加權(quán)計算即可：Csp=110Cs0+2Cs0.2+2Cs0.4+2Cs0.6+2Cs0.8+Cs1.0（2）

（2） 三點法通常采用垂線上0.2H、0.6H和0.8H進行計算，公式如下：Csp=V0.2Cs0.2++V0.6Cs0.6+V0.8Cs0.8V0.2+V0.6+V0.8（3）

（3） 單點法通常采用垂線上某一點，如0.6H層含沙量結(jié)合ADCP獲取的平均流速進行計算，公式如下：Csp=Cs0.6（4）

上述式中：Csp表示垂線平均含沙量，kg/m3；Csj表示測點含沙量，kg/m3；Vi表表示的是測點平均流速，m/s；Vm表示垂線平均流速，m/s。

1.3.2? 置信區(qū)間

對于小樣本（n≤30），置信水平為1-α的置信區(qū)間為

k=x±t0×s/n（5）

式中：t0是t分布的臨界值，x是樣本均值，s是樣本標準差，n是樣本容量。

1.3.3? 假設(shè)檢驗

假設(shè)檢驗的目的在于判斷原假設(shè)的總體和實際總體是否發(fā)生了顯著差異。其中，雙樣本t檢驗是一種參數(shù)化檢驗，檢驗統(tǒng)計量的計算公式為

t=x－ys2xn+s2ym（6）

在假設(shè)兩個數(shù)據(jù)樣本來自具有方差齊性的總體情況下，原假設(shè)的檢驗統(tǒng)計量具有自由度為n+m-2的學生t分布，樣本標準差為

s=n－1s2x+m－1s2yn+m－2（7）

此時，檢驗統(tǒng)計量的計算公式為

t=x－ys·1n+1m（8）

式中：x 和y是樣本均值；sx和sy是樣本標準差；n和m是樣本大小。

1.3.4? 誤差統(tǒng)計

相對誤差計算公式：X′=Csi－CiCi×100%（9）

標準差計算公式：se=1n－2ni=1Csi－CiCi2（10）

式中：se為標準差；X′為相對誤差，%；Csi為第i次常規(guī)法測得的垂線平均含沙量，kg/m3；Ci為第i次六點法計算的垂線平均含沙量，kg/m3；n為樣本大小。

2? 垂線平均含沙量

2.1? 相關(guān)性分析

相關(guān)性分析可以用來評估垂線平均含沙量與各層含沙量之間的線性關(guān)系強度，并提供量化的指標。相關(guān)系數(shù)的取值范圍為-1～1之間，皮爾遜相關(guān)系數(shù)計算公式如下：r=ni=1xi－xyi－yni=1xi－x2ni=1yi－y2（11）

式中：r為皮爾遜相關(guān)系數(shù)；xi，yi分別為第i次采用單點法和六點法獲得的含沙量，kg/m3；x，y分別為其對應(yīng)含沙量均值，kg/m3。

從表1中可以看出，2021年的垂線平均含沙量與各層含沙量之間存在著良好的相關(guān)性，特別與0.4H層和0.6H層相關(guān)系數(shù)的均值均超過了0.9。

2.2? 垂線含沙量變化

相關(guān)性分析可以幫助比較不同代表層的平均含沙量與垂線平均含沙量之間的線性關(guān)系強度。然而，在選擇代表層時，需要綜合運用其他方法進行判斷，以確定它們之間的具體數(shù)量關(guān)系。圖2展示了2021年3月份1號與4號垂線在不同潮型下的垂線含沙量變化以及平均含沙量的波動范圍。

從圖2中觀察到，徐六涇斷面1號垂線與4號垂線在不同潮型下的含沙量垂向變化為：1號垂線各潮型的含沙量大于所對應(yīng)4號垂線的含沙量，垂向含沙量從表層至底層逐漸增大，此規(guī)律與黃李冰等［15］的研究結(jié)果一致。在1號垂線處，從表層至0.6H層的含沙量較低且隨深度變化較小。從0.6H層開始，含沙量明顯增加，越靠近底層含沙量越高。在4號垂線處，由于水深較深，水流對泥沙的擾動作用較弱，整個斷面的含沙量分布相對均勻。觀察1號與4號垂線的垂向含沙量變化，可以對代表層進行初步預(yù)測，經(jīng)計算得各潮型對應(yīng)的垂線平均含沙量均位于0.4H～0.8H層之間，且大部分集中在0.6H層處。

3? 測沙精度分析方法

劉傳杰等［12］通過增加近底兩層含沙量值進行八點法計算，總結(jié)出：計入近底懸沙后，1號垂線處的平均含沙量平均增幅僅為7.37 %，而4號垂線處的增幅小于1 %?？紤]到該增幅在接受范圍以內(nèi)，并且六點法作為垂線平均含沙量已具有足夠可靠性［16］，故本文將以六點法計算所得的垂線平均含沙量作為被認可的“真值”，并且采用單點法和三點法計算得到的平均含沙量與該“真值”進行比較和分析，找到最能夠表征真值結(jié)果的方法。

3.1? 置信區(qū)間分析

置信區(qū)間是由樣本統(tǒng)計量所構(gòu)造的總體參數(shù)的估計區(qū)間，展示的是數(shù)據(jù)的可信程度，落入置信區(qū)間以內(nèi)的數(shù)據(jù)被認為可信，反之則不可信。為了將流速納入考慮范圍內(nèi)，圖3主要展示了0.4H、0.6H、0.8H 3個代表層以及三點法和六點法計算所得的單寬輸沙率。單寬輸沙率的計算公式為：單寬輸沙率=垂線平均含沙量×平均流速。

如圖3所示，在95%置信區(qū)間的條件下，0.6H層數(shù)據(jù)點基本上均勻地分布在置信區(qū)間內(nèi)，僅有少數(shù)分布在區(qū)間之外，數(shù)據(jù)集中程度較高。與0.6H層的數(shù)據(jù)相比，0.4H層和0.8H層的數(shù)據(jù)分布相對不均勻，這兩層數(shù)據(jù)與真值數(shù)據(jù)的離散程度較大，數(shù)據(jù)的集中程度較低。圖3證明了選用0.6H層作為代表層具有較高的可信度，為了進一步分析0.6H層是否達到精度要求，下文將使用相對誤差與假設(shè)檢驗等數(shù)學方法進行驗證。

3.2? 相對誤差分析

Lu等［17］對各種測量技術(shù)所得的相對誤差進行綜合比較，最終選擇相對誤差較低的方法進行后續(xù)統(tǒng)計分析。本文借鑒其思想，繪制了不同垂線以及不同計算方法下的相對誤差，如圖4所示。

由圖4可知，三點法的測量誤差最小，可以最精確地表征垂線平均含沙量，其次0.6H層單點法的相對誤差也較小，因此在徐六涇河段可以采用0.2H、0.6H和0.8H層單點法組成的三點法來替代六點法，從而縮短采樣時間。在合理誤差范圍內(nèi)，甚至可采用0.6H層的數(shù)據(jù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)六點法計算結(jié)果，以提高測量效率。

3.3? 假設(shè)檢驗分析

本文將使用雙樣本t檢驗和秩和檢驗來驗證在徐六涇河段使用0.6H層單點法、三點法、六點法計算的含沙量數(shù)據(jù)之間是否具有可替代性，分別對檢驗的兩組數(shù)據(jù)進行平均值和中位數(shù)差異分析。若假設(shè)檢驗結(jié)果二者都可以接受原假設(shè)H0，則證明假設(shè)成立。Razali等［18］在比較雙樣本t檢驗中的幾種假設(shè)檢驗統(tǒng)計量時曾闡述到，Kolmogorov-Smirnov（KS）統(tǒng)計量屬于EDF統(tǒng)計量的上確界類，這類統(tǒng)計量基于假設(shè)分布和經(jīng)驗分布之間的最大垂直差異。給定n個有序數(shù)據(jù)點x1＜x2＜…＜xn，科諾菲爾將Kolmogorov提出的檢驗統(tǒng)計量定義為

T=supxFx－Fnx（12）

式中：sup代表上確界；F*（x）是假設(shè)的分布函數(shù)；Fn（x）是基于隨機樣本估計的EDF。在KS正態(tài)性檢驗中，F(xiàn)*（x）被認為是具有已知均值μ和標準差σ的正態(tài)分布。

Lilliefors（LF）檢驗是KS檢驗的改進。KS檢驗適用于假設(shè)分布參數(shù)完全已知的情況。然而，在分布未知時很難初始地或完全地指定參數(shù)。例如在本文中就無法使用KS檢驗判斷一組含沙量數(shù)據(jù)的直觀分布：對于一組超過25個樣本的含沙量數(shù)據(jù)，在沒有給定其樣本均值與標準差的情況下無法使用該檢驗法。此時，需要基于樣本數(shù)據(jù)來估計參數(shù)，所以如果使用原始KS統(tǒng)計量，結(jié)果可能具有誤導性，I型錯誤（棄真）的概率往往較大。所以，與KS檢驗相比，LF檢驗的參數(shù)估計基于樣本，并且可以減小由于“棄真”而出現(xiàn)假設(shè)檢驗判斷失誤的情況，大大提高了這3組含沙量數(shù)據(jù)（0.6H層單點法、三點法、六點法）進行假設(shè)檢驗得到的結(jié)果精度。因此，在這種情況下，LF檢驗將優(yōu)于KS檢驗。給定一個觀測樣本，LF統(tǒng)計量定義為

D=maxxFX－SnX（13）

式中：max代表最大值；Sn（X）是樣本累積分布函數(shù)；F*（X）是累積正態(tài)分布函數(shù)。并且樣本均值為μ=x，樣本方差為s2，定義其自由度（分母）為n-1。

考慮到實施雙樣本t檢驗的前提是兩個樣本數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布假設(shè)和方差齊性假設(shè)，本文采用了LF檢驗，包括了樣本均值和標準差的估計［19-20］，檢驗結(jié)果如表2所列。

由表2可知，只有2003年枯水期有一個測次出現(xiàn)拒絕原假設(shè)的情況。圖5為2003年枯水期的假設(shè)檢驗數(shù)據(jù)圖，觀察到出現(xiàn)拒絕原假設(shè)是在中潮時1號垂線處，結(jié)合其余年份枯水期的假設(shè)檢驗結(jié)果分析，可能是存在數(shù)據(jù)的測量誤差，該測點不能作為評估代表性的關(guān)鍵點。

4? 分析與討論

4.1? 徐六涇斷面平均相對誤差分析

本節(jié)將對兩個不同斷面位置、3種不同潮情以及兩個不同潮流狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進行處理分析，確認所選的0.6H層為最佳代表層。即將三點法數(shù)據(jù)、單點法數(shù)據(jù)與真值數(shù)據(jù)進行平均相對誤差分析計算，表3為計算結(jié)果。

由表3可知：在徐六涇河段，位于次深槽1號垂線處的水流擾動較大且不穩(wěn)定，平均相對誤差普遍較高；而在主深槽4號垂線處，水流相對規(guī)則和穩(wěn)定，平均相對誤差較低。平均相對誤差的結(jié)果表明：三點法結(jié)果整體上優(yōu)于單點法；在單點法中，0.6H層的相對誤差較低，誤差范圍在（0±5）%以內(nèi)，具有一定的穩(wěn)定性；并且，在某些情況下0.6H層的精度甚至優(yōu)于三點法，證實了在徐六涇河段，0.6H層數(shù)據(jù)具有顯著代表性。圖6展示了2021年3月的0.6H層單點法、三點法與六點法單寬輸沙率比較圖，闡釋了這3種計算方法的整體差異與具體差異。可以看出，3種方法在大潮時結(jié)果差異略大，小潮時差異略小，1號垂線處差異大于4號垂線處。小潮優(yōu)于大潮是因為在大潮時，潮水水流湍急，潮汐引起的海流會進一步影響河流水位和流速，導致各方法輸沙率產(chǎn)生差異，而小潮時受海流影響較小，水流相對穩(wěn)定且緩慢［21］。4號垂線的差異小于1號垂線是因為主深槽水流速度相對較快且水流通常更加均勻，流速分布較為一致，所以各方法輸沙率差異較??；而次深槽處的河床形態(tài)通常比主深槽處更加復雜和不規(guī)則，導致水流的分流和流動擴散，這些因素都會提高測量的不確定性，導致與實際輸沙率存在差異。

圖6中結(jié)果出現(xiàn)差異的時刻點幾乎均發(fā)生在急流時刻。朱文謹?shù)龋?2］在對河口海岸水域泥沙垂線含沙量進行分析時，結(jié)合統(tǒng)計學方法采用多元線性回歸分析各自變量對含沙量垂向分布的影響，然后對其加以修正項或可調(diào)系數(shù)以獲得計算精度更高的結(jié)果。由于

機械誤差、流速梯度、沉降速度差異以及局部水流擾動等多種因素，徐六涇斷面在部分急流時刻的0.6H層含沙量與六點法計算得到的垂向平均含沙量存在一定差異。然而，上述平均相對誤差計算結(jié)果顯示，這種差異處于可接受的范圍內(nèi)，未來可以考慮加入流速和水流擾動的修正項，以更準確地估計垂線平均含沙量。

4.2? 徐六涇上下游平均含沙量代表性分析

徐六涇斷面作為長江口入海的重要節(jié)點，起著承上啟下的重要作用，已有數(shù)據(jù)支撐下可以初步探究垂線平均含沙量代表層的表征規(guī)律。本文選取2016～2019年洪季的上游通州（TZS3、TZS4）和下游白茆沙（BMS1、BMS2）的數(shù)據(jù)進行假設(shè)檢驗，得到徐六涇河段上下游的假設(shè)檢驗結(jié)果（表4）。

白茆沙河段在2016～2019年間每年都有12個潮次，通州沙河段2016、2018年有10個潮次，2017年有8個潮次，2019年只有2個潮次。由表4可知，通州沙和白茆沙測站的數(shù)據(jù)經(jīng)過假設(shè)檢驗后出現(xiàn)顯著的差異，通州沙河段的假設(shè)檢驗結(jié)果明顯優(yōu)于白茆沙河段。這是由于地理位置的不同造成的，通州沙位于徐六涇上游，受外海潮汐的影響較小，而白茆沙則位于徐六涇下游，外海潮汐的影響顯著。潮汐的漲落會導致河道水位和水流速度的變化，各層含沙量也會隨之改變。在這種情況下，僅依賴0.6H層的數(shù)據(jù)來表征垂線平均含沙量可能不夠準確。因此，有必要通過進一步的數(shù)據(jù)收集和研究，推導更為合理的公式以更準確地描述垂線平均含沙量。

5? 結(jié) 論

本文通過對徐六涇斷面及其上下游所測量的 0.6H層含沙量與垂線平均含沙量進行計算比較與分析，得到如下結(jié)論：（1） 在徐六涇斷面，0.6H層含沙量可以表征垂線平均含沙量，其平均相對誤差為（0±5）%，具有穩(wěn)定性，LF假設(shè)檢驗結(jié)果也證明該結(jié)論成立。

（2） 徐六涇斷面采用0.6H層單點法、三點法和六點法測得的單寬輸沙率整體吻合效果較佳。大潮時差異略大，小潮時差異略小，1號垂線差異大于4號垂線。存在個別急流時刻，0.6H層單點法與六點法結(jié)果相差較大，未來可以考慮在計算垂線平均含沙量時加入水流擾動的修正項或使用三點法代替六點法。

（3） 徐六涇下游的白茆沙河段處0.6H層數(shù)據(jù)的代表性要劣于上游的通州沙河段，這是由于白茆沙河段受到外海潮汐的影響更加明顯。

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（編輯：胡旭東）

Representative layer of vertical mean sediment concentration at Xuliujing Station of Yangtze River Estuary

JIANG Xuan1，WEN Weidong2，ZHI Yuanzhe3，LIU Chuanjie2，SHAO Yuyang1

（1.College of Harbour，Coastal and Offshore Engineering，Hohai University，Nanjing 210024，China;

2.Yangtze River Estuary Investigation Bureau of Hydrology and Water Resources，Changjiang Water Resources Commission，Shanghai 200136，China；

3.Institute of Water Science and Technology，Hohai University，Nanjing 210024，China）

Abstract：

For estuaries of big rivers with large water depth and heavy traffic，it is impossible to carry out traditional six-layer sampling measurement for sediment concentration.How to obtain more accurate vertical average sediment concentration and improve the measurement accuracy of sediment flux into the sea is the focus of current scholars.Taking the Xuliujing hydrological corss-section as an example，a key node of the Yangtze River Estuary，the average sediment concentration of the vertical line was calculated by a variety of hierarchical combination methods，and the confidence interval，average relative error and Lilliefors hypothesis test were used for calculation and analysis.At the same time，combined with the upstream and downstream hydrological corss-sections data of the observation node，the characterization law of the vertical average sediment concentration representative layer was preliminarily clarified.It was found that although the Xuliujing hydrological cross-section is affected by the runoff-tide interaction，the 0.6H layer was proved to be the best representative layer，and the average relative error of the observation results was in the range of （0±5）%.However，in the south branch of the lower reaches，the hydrological cross-section of Baimaosha was significantly affected by tidal dynamics，resulting in poor representation of 0.6H single layer.The research results have important guiding significance for the future transformation of hydrological integrated buoys and the accurate acquisition of sediment flux from the Changjiang River to the sea.

Key words：

sediment concentration; representative layer; Lilliefors hypothesis testing; error analysis; Xuliujing hydrological cross-section; Yangtze River Estuary