延安水文水资源勘测局
【摘要】根据现行《河流悬移质泥沙测验规范》GB50159-2015要求，利用该站1952年-2018年的泥沙资料，对枯水期停测悬移质泥沙测验进行相关分析，得出每年1-2月、11-12月可停测单沙、输沙率，停测期间含沙量作零处理。
【关键词】交口河水文站；枯季泥沙；停测
1 概况
1.1基本情况
交口河水文站位于陕西省洛川县交口河镇桐树底村，为黄河流域北洛河水系北洛河干流控制站，地处东经109°21′，北纬35°39′，建于1952年1月，是国家重要水文站，属二类泥沙精度水文站。集水面积17180km2，距河口距离287km。主要观测任务有：水位、流量、悬移质泥沙、水温、降水量、蒸发、冰情、墒情等。
1.2水沙特性
交口河站测验断面上下呈“s”型，测验断面上游500m处有葫芦河汇入，洪水期多出现斜流，对浮标运行影响甚大。断面上游300m处有滚水石桥一座，对泥沙运行有搅拌作用，断面下游有急滩，对断面水流有控制作用。河床由砂砾石淤泥组成，两岸无水草和农作物，中水时断面出现分流，右岸水流大于左岸。
该站的洪水主要来自上游吴旗水文站和刘家河水文站断面以上，主要发生在主汛期6～9月降雨集中的季节，径流量年内分配极不均匀，洪水特性是涨落快，峰高量大，历时较短，中高水时受涨落影响，水位流量关系一般呈绳套型，低水受断面冲淤变化影响严重，一般较散乱。洪峰过程与沙峰过程基本同步或沙峰稍滞后，峰型相似。测验断面泥沙主要来自断面上游，其中，刘家河与周河流域是北洛河泥沙的主要源地，由于流域内植被较差，暴雨产生洪水时强烈侵蚀流域面上的土壤，形成高含沙洪水，河水多为黄色且较浊。交口河水文站多年平均含沙量168kg/m3，含沙量年内分配不均，主要分布在6-9月洪水期，冬春季节由于降水稀少，河道流量较小，挟沙能力弱，含沙量较少，含沙量年际变化较大，多年来实测最大含沙量为1989年7月15日1200 kg/m3，最小含沙量为1952年2月1日0kg/m3。输沙量年内分配与含沙量相似，年内分配极不均匀，高度集中于6-9月，为全年输沙量的90%-98%。最大年输沙量为1994年28900×104t，最小年输沙量为2008年193×104t，多年平均输沙量6310×104t。
2 悬移质泥沙停测分析的必要性
交口站从建站至今已积累泥沙系列资料超过60年，单沙取样位置固定在起点距85m处，采用横式采样器在0.6相对水深处一点法取样，洪水期每次较大洪水，测次不少于5次，每年单沙测次为300-500次左右；每年悬移质输沙率测次主要分布在洪水期，并均匀分布在含沙量变幅内，年测次不少于10次；泥沙测验任务相对较重。目前采样器形式主要以横式采样器为主，在吊箱上时取沙，因横式采样器自身有一定重量，且采样时对容积有一定要求，取沙时相对花费时间较长；每次泥沙取样，工作人员要站在吊箱上进行，其安全性较差。近年来，随着水文监测改革的不断深入，我局积极尝试开展水文巡测工作，今后将逐步形成以巡测优先、巡驻结合的水文监测模式，结合交口河水文站的则站特性，对本站泥沙监测方案进行优化，停测估水期连续三个月以上的悬移质单沙、输沙率，不仅可以减轻测站的工作量，提高工作效率，对实现交口河站的水文巡测工作也起着积极的推进作用。
3 悬移质泥沙停测分析
3.1资料选取
依据现行标准《河流悬移质泥沙测验规范》GB/T 50159-2015中第8.1.6条规定:“各类站，枯水期连续三个月以上的时段输沙量小于多年平均输沙量的3%时，在该时段内，可以停测单沙、输沙率和泥沙颗粒分析。但一类站和对泥沙资料有需要的站，应全年施测单沙”。交口河水文站属二类精度泥沙站，并具有典型北方河流特征，每年冬春季节降水稀少，枯水期时间较长。而且从2017年上游约3.5km建成南沟门水库后，由于水库蓄水使河流大量泥沙在水库淤积，枯水期断面含沙量较往年明显有所减小，测站特性已发生变化，可以对有关监测水文要素进行优化。
交口河水文站从1952建站就开始进行泥沙监测工作，一直连续监测未曾间断，每年的泥沙资料均通过审查并刊印成水文年鉴，本次选取了该站自1952年建站至2018年共67年的连续的泥沙资料，分析年份包括了历年最大最小含沙量、输沙量发生年份。初步选取了交口河每年11月至次年4月的资料进行分析，这段时间为冬春季节枯水期，由于降水稀少，河流流量和水位变化很小，河流含沙量较小。但是根据历年的流量资料和沙量资料显示，结合本站所在流域气候特征，每年3月中下旬至4月上旬为河段解冻开河期，河道水量有所增大，部分年份由于河段融冰、春雨等现象形成了桃汛洪水，洪水期间含沙量变化较大。因此，最终选取1952年至2018年每年11月至次年2月连续四个月的时段输沙量和年输沙量进行比较分析。
3.2资料分析计算
将1952年至2018年67年的泥沙资料，先统计出每年11月至次年2月的时段输沙量，然后根据1952年至2018年的年输沙量用算术平均法求算出多年平均输沙量，再将每年11月至次年2月的时段输沙量与多年平均输沙量的3%进行比较。其中1967年1月、2月因资料缺测，无法进行月、年输沙量的统计，因此去掉1967年的资料，实际参与统计的有效年份66年。
在进行时段输沙量统计时，由于年鉴资料自1980年后不再刊印月年输沙量统计表，因此，需用月平均输沙率表推算出月输沙量，推算公式为：
月平均输沙率×时间=月输沙量。
将推算出的11月至次年2月的月输沙量用加权法求算出时段输沙量，和年多年平均输沙量进行比较，具体见下图1：
由以上图表分析显示，交口河站参与分析的66年中，每年11月至次年2月连续四个月的时段输沙量均小于多年平均输沙率的3%，合格率达100%，完全符合规范中对枯水期泥沙实行停测的相关规定。
4 分析结论与建议
本次是按照《河流悬移质泥沙测验规范》要求对交口河水文站枯季泥沙停测进行分析，分析的资料选取了建站以来至2018年的全部泥沙资料，分析资料完整、可靠。通过对每年枯水期11月至次年2月连续四个月的时段输沙量与多年平均输沙量进行比较，每年连续四个月的时段输沙量均小于多年平均输沙量的3%，完全符合行业相关规范的相关规定。
因此，建议交口河水文站可在每年1-2月、11-12月停测悬移质单沙、输沙率测验，停测期间含沙量作零处理。停测期间，如遇发生洪水或当发现人类活动影响使含沙量断面分布情况发生明显变化时，应立即恢复悬移质单沙、输沙率测验。
5 结语
通过对交口河水文站悬移质泥沙停测的分析，使本站泥沙监测方案得以优化，减轻了该站的工作量，为该站巡测做好技术分析论证基础，同时对编制测站巡测技术方案进行巡测分析研究具有一定的参考价值。
参考文献：
[1] 中华人民共和国水利部.GB 50159-2015河流悬移质泥沙测验规范[S].中国计划出版社，2015.
[2] 水利部电力部水利司.水文测验手册（第一册）[S]，水利电力出版社。
论文作者:刘意,王储
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/11/1
标签：泥沙论文; 悬移质论文; 含沙量论文; 断面论文; 河水论文; 洪水论文; 测验论文; 《城镇建设》2019年第18期论文;