水文信息学第十章泥沙资料整编

1、第十章 泥沙资料整编,泥沙资料整编包括悬移质输沙率资料整编和泥沙颗粒级配资料整编 第一节 悬移质泥沙资料整编 一、悬移质泥沙资料整编工作内容 悬移质泥沙资料整编包括以下内容。 1.编制实测悬移质输沙率成果表； 2.绘制单沙与断面平均含沙量（简称断沙）关系曲线或比例系数过程线或流量与输沙率关系曲线； 3.关系曲线的分析与检验； 4.编制逐日平均悬移质输沙率、逐日平均含沙量表和洪水水文要素摘录表； 5. 绘制瞬时或逐日单沙（或断沙）过程线； 6. 单站合理性检查； 7. 编制悬移质输沙率资料整编说明。,二、实测悬移质输沙率资料分析 天然河流的含沙量是经常变化的，又由于泥沙测验仪器的性能差，处理手续

2、烦多，实测悬移质资料常有一定误差，有时还可能出现错误。因此，在整编时应对实测资料进行分析和检查。通常绘单沙过程线、单沙与断沙关系图进行分析。 1. 单沙过程线的分折 为了便于对照分析，应将水位、流量和单沙过程线绘在同一张图上，有输沙率资料时，还要将断沙点绘在单沙过程线上。 2. 单沙、断沙关系图的分折 单沙、断沙关系可能的情况有几种：关系点密集成一带状、随时间有系统偏离、随水位有系统偏离或关系点分布散乱。,三、推求断面平均含沙量的方法 1 单沙、断沙关系曲线法 当单沙、断沙关系点较密集，且分布成一带状，关系点无明显的系统偏离，可通过点群中心定成直线、折线或曲线并据以推沙，定线精度符合规范规定的

3、精度要求。,在测站断面比较稳定、而在某一水位 以上河流有漫滩现象或分流现象使含 沙量的横向分布随水位而改变,当河道主流摆动、断面有冲淤变化使 含沙量的横向分布随时间不同而有变 化时，若单沙在固定垂线上取样，则 可分时段定出多条单沙、断沙关系线,2. 单沙、断沙比例系数过程线法 对于单沙、断沙关系点散乱，定线精度不符合规范中的精度指标，但输沙率测次较多，且分布比较均匀，能控制单沙、断沙关系变化转折点的测站，可采用比例系数过程线法。 3.近似法 当输沙率测次太少或单沙、断沙关系不好，不可能应用上述各种方法以及只测单沙与流量不测输沙率的测站，可用近似法整编。即直接以单沙代替断沙推求逐日平均含沙量。,

4、四、单样含沙量的插补方法 1.直线插补法 在水位变化平缓，含沙量变化不大或水位含沙量变化虽较大，但单沙测次间隔时间不长，且未跨过峰、谷时，可用未测时段两端的实测单沙，按时间（日或小时）比例内插缺测时段的单沙。 2.连过程线插补法 在水位（或流量）变化不大，或者水位起伏变化虽大，但缺测时间不长时，可以根据水位（或流量）变化过程线的起伏变化，连绘单沙过程线，插补未实测时段的单沙。 3.流量与含沙量关系插补法 山区河流源短流急，一般洪峰与沙峰同时出现，流量与含沙量关系曲线常成一条或几条单一曲线。据此可以点绘流量与含沙量关系曲线，以插补缺测的单沙。 4.上、下游站含沙量相关插补法 在没有支流汇入和冲淤

5、变化小的河段，可以根据相邻站含沙量的起伏变化点绘本站缺测时段含沙量过程线，也可以用上、下游站同时实测单沙点绘相关图，通过点群中心定出关系曲线，如果精度符合要求，即可用来插补。,五、日平均输沙率、含沙量的计算 1. 流量加权法 在流向为同一方向、一般用计算机整编资料的情况下，使用单沙推求断沙时，计算日平均输沙率、含沙量的方法通常用流量加权法，其公式为 日平均含沙量的计算公式为,2. 一日内兼有顺、逆流时的计算 计算日平均含沙量时会出现日平均含沙量为负值或较一日内所有瞬时含沙量都大或都小的不合理现象，因此，日平均含沙量用面积包围法计算。 六、悬移质泥沙的月、年统计值计算 悬移质泥沙的月、年统计值主

6、要有月、年平均输沙率，月、年平均含沙量，月、年输沙量和流域侵蚀模数等。 流域侵蚀模数是单位集水面积的输沙量 （t/km2 ）,第三节 泥沙颗粒级配资料整编 由实测颗粒级配资料，推算出月、年平均颗粒级配资料。 一、实测颗粒级配资料的分析 把同时实测的悬移质、推移质和河床质断面平均颗粒级配曲线绘于同一图上，纵坐标为1gD，横坐标P以机率分格，检查三者相互关系。悬移质最细，曲线居于下方；河床质最粗，曲线居于上方；推移质曲线介于两者之间。如有反常现象，须进一步检查分析其原因。 以单样颗粒级配（简称单颗）小于某粒径沙重百分数为纵坐标，相应的断面平均颗粒级配（简称断颗）小于某粒径沙重百分数为横坐标，点绘于

7、方格纸上，以供分析。如发现关系点有系统偏离，可能是单颗取样方法或取样位置不当所致；如关系点分布散乱或有少数突出点时，可能是单颗代表性差、分析操作上误差太大、沙重太小和分析精度不高等影响；还有可能是洪水来源不同和河道变化等因素的影响。,二、悬移质断面平均颗粒级配的推求 悬移质断面平均颗粒级配的推求方法最常用的是单颗、断颗关系曲线法。我国水文资料整编规范规定，悬移质单颗、断颗关系单一线法的随机不确定度应控制在18%范围内（置信水平95）；多线法按单一线的定线要求分别定线，定线精度同单一线法。 1. 单一线法 若单、断颗关系稳定，关系点密集成一带状，无系统偏离，定线精度符合随机不确定度不超过18%，

8、即可定为单一线推求断颗。 单、断颗单一线法纵横坐标分别为单、断颗某粒径沙量百分数，定线时可与历年的单、断颗关系曲线比较，必要时也可参照历年关系曲线趋势确定。 利用单颗、断颗关系线，以单颗各粒径级百分数在曲线上即可直接查读出相应的断颗各粒级的百分数。,2. 多线法 单颗、断颗关系点分布分散，随时间形成两个以上的点带组时，可利用时间作参数，按单一线的定线要求分别定线。定线精度要求同单一线法。 三、日、月和年平均悬移质颗粒级配的计算 1. 日平均颗粒级配的计算 一日实测一次单颗或断颗者，经换算或直接作为该日平均颗粒级配。 一日有两次以上实测颗粒级配资料者，采用输沙量或输沙率加权法计算。,2. 月平均

9、颗粒级配的计算 整编日平均颗粒级配的测站，用日平均值参加计算。否则，用瞬时断颗计算，实测断颗可以直接参加计算。 一月仅有一日或一次实测颗粒级配资料者，即可用该日或该次作为该月平均颗粒级配。 一月有两日或两次以上实测颗粒级配资料者，应采用输沙量（或输沙率）加权法或算术平均法，计算月平均颗粒级配。,3. 悬移质年平均颗粒级配的计算 年平均颗粒级配用输沙量（或输沙率）加权法计算。,第四节 泥沙资料的合理性检查 一、悬移质泥沙的合理性检查 1. 悬移质泥沙资料单站合理性检查 悬移质输沙率、含沙量的单站合理性检查内容，除检查整编方法是否正确合理外，着重进行以下两方面的对照检查。 1）整编成果的历年对照图

10、 当采取单位水样的位置和方法没有大的变化、推算的方法也与往年一致时，可与历年推算断沙的关系线对照检查。 2）含沙量变化过程对照检查 可绘制逐日平均流量、含沙量和输沙率过程线对照检查。含沙量的变化与流量的变化常有一定的关系，可先从历年资料中找出这种关系的一般规律性，据以检查本年资料的合理性。,2. 悬移质输沙率、含沙量资料综合合理性检查 1）上、下游含沙量、输沙率过程线对照上、下游测站的含沙量过程线之间常有一定的关系，利用这种关系特性，检查各站含沙量资料。检查时要注意含沙量过程线的形状、峰谷、传播时间和沙峰历时等是否合理。另外，还可参看历年各种洪水类型中含沙量的变化情况，作为验证本年变化过程的参考。 2）沙量平衡的对照 和水量平衡一样，在某时段内沙量平衡方程式可写为,复习思考题 1. 实测悬移质泥沙资料分析的方法有哪些？ 2. 悬移质泥沙单、断沙关系如何定线？造成单、断沙关系点子偏离的原因有哪些？ 3. 为什么要进行单沙过程的插补？插补方法有哪些？ 4. 日平均输沙率、日平均含沙量的推算方法有哪些？ 5. 悬移质泥沙颗粒级配的推