第7章泥沙资料整编.ppt

第第7章章 泥沙资料整编泥沙资料整编7.1 悬移质输沙率资料整编7.1.1 悬移质输沙率资料整编的工作内容1、编制实测悬移质输沙率成果表；2、绘制单样含沙量(简称单沙)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、数据整理；5、整编逐日平均悬移质输沙率，逐日平均含沙量表和洪水要素摘录表；6、绘制瞬时或逐日单沙(或断沙)过程线；7、合理性检查；8、编制悬移质输沙率资料整编说明表。7.1.2 实测资料的检查分析1、单沙过程线分析 出现突出现象的原因：测验方面：沙样称重或计算错误、取样位置不当、单沙水样受脉动影响。天然因素影响方面：季节、洪水来源、暴雨特性等变化，会使水位、流量、含沙量发生不相应的变化。2、单沙断沙关系分析 造成突出点偏离的原因：相应单沙代表性差或测验计算方面存在问题。例如，输沙率测验期间含沙量变化大，只测了一次单沙作为这次输沙率的相应单沙，代表性不好，相应单沙的测验位置和方法与其它测次不同，计算错误等。输沙率测验或计算方面存在问题。如垂线太少或布置不当，含沙量、输沙率计算错误等。特殊水情的影响。如断面冲淤变化很大，主流大幅度的摆动等。7.1.3 推求断面平均含沙量的方法 1、单沙断沙关系法（1）单沙断沙 关系的 单一线法 （2）单沙断沙关系的多线法 1）以水位作参数定线 2）以时间作参数定线 2、单沙断沙的比例系数法（1）单断沙比例系数过程线法 （2）水位与比例系数关系曲线法 3、流量与输沙率关系曲线法 4、近似法 近似法仅适用于单断沙关系不好，输 沙率测次又少或者只测单沙的测站或 时期，直接以单沙代替断沙推算逐日 平均含沙量。7.1.4 单样含沙量的插补方法1、直线插补法当缺测期间水沙变化平缓，或变化较大但未跨越峰、谷时，可用未测时段两端的实测单沙，按时间比例内插缺测时段的单沙。2、连过程线插补法在单沙与水位，流量变化过程较相应的测站或时期，当缺测期间的水位流量变化不大，或者是水位起伏变化虽大，但缺测时间不长，可根据水位流量的起伏变化过程，连绘单沙过程线，予以插补。3、流量(水位)与含沙量关系插补法以缺测期之前和以后流量(水位)过程线和单沙过程线上的流量(水位)和单沙，点绘流量(水位)与单沙关系曲线，据以插补缺测的单沙。4、上下游单沙过程线插补法本站与上下游站含沙量关系良好时，可点绘上(或下)游站的单沙与本站单沙的关系曲线，用以插补本站缺测性单沙。7.1.5 单断沙关系曲线的延长1、单断沙为直线关系，测点总数不少于10个，且实测输沙率相应单沙占实测单沙变幅的50%以上时，可作高沙延长。向上延长变幅应小于年最大单沙50%。若单断沙关系为曲线，延长幅度不超过30%。单沙测取位置及方法与历年不一致或断面形状有大的变化时，均不宜作高沙延长。2、沿原定单断沙关系曲线的趋势，并参考历年关系曲线进行延长。7.1.6 单断沙关系曲线的检验与水位和流量关系曲线的检验相同。7.1.7 逐日平均输沙率和含沙量的推求方法 1、一日施测一次单沙或断沙时2、几日施测一次单沙时，未测单沙各日的日平均含沙量可按前后施测单沙日期的断沙以直线内插求得，再由插补的日平均含沙量推求日平均输沙率。3、若干天的水样混合处理时，以混合水样的相应断沙作为各日平均含沙量，并用以推算日平均输沙率。4、一日内施测多次单沙时（1）算术平均法当流量变化不大，单沙测次分布均匀时，可用各次单沙的相应断沙的平均值，作为日平均含沙量，并用以推求日平均输沙率。（2）面积包围法当流量变化不大，含沙量变化较大且单沙测次分布不均匀时，可用面积包围法计算日平均含沙量，并用以推算日平均输沙率。（3）流量加权法 当流量和含沙量变化较大，可采用流量加权法计算日平均输沙率，再除以日平均流量得日平均含沙量。时间流量(m3/s)断面平均含沙量(kg/m3)输沙率(kg/s)权数t1,ti+ti+1,tn积数总数日平均输沙率(kg/s)日时分2002.3318.342.6 8341 801.9616.231.8 18572 1801.543.264.812778 20069.533223074369222 347176 7233 21047.9476228001.738761 214036.846717186117186 22069.5463321791.341832 230150502753002150600 24014319527885127885 时间 流量(m3/s)时段平均值(m3/s)断面平均含沙量(kg/m3)时段平均值(kg/m3)时段输沙率(kg/s)时段 积数 总数 日平均输沙率(kg/s)日 时 分 2002.332.15 18.317.3 37.0 8296 163466 6811 801.9616.21.73 29.7 51.4 10514 1801.543.235.51886660213320 20069.533258.740423715123715 21047.947642 472199680.713978 214036.846753 465247150.37414 22069.5463110 48352954152954 230150502147 35051275151275 240143198定线、推流及日平均水位、流量、输沙率、含沙量计算表定线、推流及日平均水位、流量、输沙率、含沙量计算表 CSCS断断=1.05 CS=1.05 CS单单月 日时分水位权数t1,ti+ti+1,tn积数总数日平均水位(m)推得流量权数积数总数日平均单沙断沙权数 积数总数日平均输沙率(kg/s)(m)(m3/s)流量(kg/m3)(kg/m3)(m3/s)6200356.25 2712.517323460.1350.142 249.0 20356.25 82850173813840.1350.142 8196 80356.26 124275.1217158.2357.46 17512210027644576 0.1350.142 12298 80048 1668 140356.40 82851.2196815680.2540.267 8418 160357.24 31071.72428312841.97 2.07 32656 170358.56 41434.24928437122.35 2.47 49159 200360.06 51800.31490574503.48 3.65 527222 220360.45 31081.351620348603.89 4.08 319851 230360.56 2721.121650233004.09 4.29 214172 240360.62 1360.621640116403.50 3.68 16027 7.1.8 悬移质月、年统计值计算 1、月（年）平均输沙率 2、月（年）平均含沙量3、月（年）输沙量4、输沙模数 7.1.9 资料的合理性检查 1、单站合理性检查（1）历年关系曲线对照1）历年单断沙关系曲线的对照利用历年关系曲线图，比较各年曲线的趋势和其间相对的关系。历年关系曲线的趋势应大致相近且变动范围不大。如果趋势的变动范围较大。则应分析其原因。2）历年比例系数过程线对照从往年系数变化过程与流量变化过程找出规律。再据以检查本年比例系数过程线的变化情况。3）历年流量(水位)与输沙率关系曲线对照先从历年的变化幅度。曲线形状找出规律。再据以检查本年的资料。（2）含沙量变化过程的检查1）将水位、流量、含沙量、输沙率过程线绘在同一张图上进行对照检查。2）含沙量的变化与流量的变化常有一定的关系，可根据历年水位、流量、含沙量变化的规律，检查本年资料的合理性。如有反常现象，即应检查原因，包括洪水来源、暴雨特性、季节性等因素的影响，及流域下垫面发生改变等。2、综合合理性检查（1）上下游含沙量、输沙率过程线对照检查（2）上下游站月、年平均输沙率对照检查上下游各站月年平均输沙率对照，有跨月沙峰时，可用两月月平均输沙率之和检查沿河长输沙率变化的合理性。受区间支流来沙影响的区段，应将上游站与支流站输沙率之和列入与下游站比较。同时，还应考虑区间冲淤影响的因素。7.2 推移质输沙率资料整编推移质输沙率资料整编工作，是根据实测推移质输沙率、单位推移质基本输沙率（简称单推）和有关水力因素等资料，进行实测推移质资料的审查工作，编制实测推移质输沙率成果表，确定推求推移质输沙率的方法，推算逐日推移质输沙率并编制其逐日表。7.2.1 实测推移质资料的审查分析影响推移质输沙率的主要因素有：流速、流量、水位、悬移质输沙率、断面形状、推沙粒径等。用实测推移质输沙率与某水力因素过程线对照。实测推移质输沙率与某水力因素相关分析等。有实测单位推移质输沙率资料的测站，也可点绘单推断推关系点进行相关分析。7.2.2 逐日平均推移质输沙率的推求方法1、推移质输沙率与水力因素相关法（1）推移质输沙率与单一水力因素关系法 （2）推移质输沙率与综合水力因素关系法 当推移质输沙率与单一水力因素的关系不能满足定线要求，且具有多项相关因素的完整资料时，可以考虑建立推移质输沙率与多个相关因子或综合因子的相关关系。与推移质输沙率有较密切关系的因素，如流速、水深、比降及推移质特征粒径等，均可作为回归因子，也可将几个因素的组合作为综合因子，用多元回归分析法，建立推移质输沙率的多元回归方程。2、实测推移质输沙率过程线法在推移质输沙率和其它水力因素关系不好，但 实测推移质输沙率测次较多的测站，可参照逐 日平均流量、逐日平均悬移质输沙率及水位过 程线变化，连绘实测推移质输沙率过程线。利 用过程线直接查读逐日平均推移质输沙率。3、推移质输沙率与悬移质输沙率比值过程线法当推移质输沙率不能与其他水力因素建立相关关系，但测点较多时，也可用实测推移质输沙率与实测的悬移质输沙率的比值，绘制过程线。在连此过程线时，应参照悬移质输沙率过程线的趋势；推沙时，在过程线上查读比值，乘以同时的悬移质输沙率，即得推移质输沙率。4、单断推关系法在由少数（13条）代表垂线测得的单样推移质基本输沙率与断面推移质输沙率的关系比较稳定测站，可建立“单推”与“断推”的关系曲线，由实测单推资料推求。7.3 泥沙颗粒级配资料整编7.3.1 泥沙颗粒级配资料整编的工作内容1、编制实测悬移质颗粒级配成果表及实测悬移质单样颗粒级配成果表或悬移质断面平均颗粒级配成果表；2、绘制单断颗曲线并进行检验；3、数据整理；4、整编月年平均悬移质颗粒级配成果表；5、绘制日、月、年平均悬移质颗粒级配曲线；6、合理性检查；7、编制泥沙颗粒级配资料整编说明表。7.3.2 实测颗粒级配资料的检查分析在同时施测悬移质，推移质、河床质的测站，可将同时施测的三种泥沙的断面平均颗粒级配曲线绘在同一图上，检查三者相互关系。如有反常现象，应检查分析其原因。以单样水样颗粒级配（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，点绘关系图。若关系点有系统偏离，可能是单颗取样方法或取样位置不当所致。7.3.3 推求断面平均颗粒级配的方法 1、单颗断颗关系法 2、断颗过程线法只测悬移质输沙率而不测单沙的站，或用常测法测推移质输沙率测次较多的站和测定河床质级配的站，可考虑用断颗过程线法，推求没有实测断颗资料时期的悬移质或推移质、河床质的断面平均颗粒级配。3、单颗过程线法当单断颗关系点很散乱而不能定出关系线，或者只测单颗的测站或时期，可直接以实测单颗近似作为断颗，并用单颗过程线法，推求日、月、年平均颗粒级配。7.3.4 悬移质日、月、年平均颗粒级配的计算1、日平均颗粒级配的计算（1）一日内实测一次单颗或断颗的，以单颗关系法换算的断颗或实测断颗作为该日平均断颗。（2）一日内实测多次实测颗粒级配资料的，视粒配和输沙率变化大小，分别采用算术平 均法或输沙率加权法计算日平均颗粒级配。（3）未实测之日不作插补。2、月、年平均颗粒级配的计算（1）非汛期一月内只有一日实测颗粒级配资料，即以该日平均值作为该月平均值。（2）一月内有多日（次）实测颗粒级配资料月内输沙率变化较小时，用算术平均法计算月平均值。月内输沙率变化较大时，用时段输沙量或时段平均输沙率加权法计算月平均值：（3）缺测月份一般不作插补。（4）年平均颗粒级配用月输沙量或月平均输沙率加权法计算：3、日、月、年平均粒径的计算 日、月或年平均颗粒级配曲线上某粒径组的沙重百分数（）某粒组均粒径，mm 某粒组上限、下限粒径，mm7.3.5 泥沙颗粒级配资料的合理性检查1、单站合理性检查（1）历年悬移质颗粒级配曲线对照以本年和历年的年平均的颗粒级配曲线进行对照，一般是曲线形状大致相似，且密集成一狭窄带状分布。如发现本年曲线形状特殊，或某时期前后曲线偏离成另一系统，应深入分析，找出变化原因。2）悬移质颗粒级配沿时间的变化与流量、含沙量过程线对照绘制各有关因素综合过程线。在图的上部分绘出逐日平均流量、含沙量（或输沙率）过程线；图的下部分绘出各次实测断颗各粒径的小于某粒径沙重百分数过程线。分析各种过程线之间的相应关系和变化规律，借以发现资料有无问题。2、综合合理性检查（1）悬移质颗粒级配资料的上下游对照一般是悬移质颗粒沿程而下较细泥沙相对增多，粗沙相对减少。如果河流流经不同的土壤地质带或河段有严重冲淤变化、大支流入汇或局部地区暴雨影响等，则可能出现反常变化。（2）推移质、河床质颗粒级配资料的上下游对照