水文体制改革下的泥沙测验技术分析

发表时间:2021/5/17   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:宁家贤
[导读] 摘要:在水文体制改革之后,泥沙测验技术检测基础薄弱等方面问题开始暴露出来,为保证技术应用效果,对改革后的测验技术展开研究与调整,显得极为必要。
        中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司  陕西省西安市  710100
        摘要:在水文体制改革之后,泥沙测验技术检测基础薄弱等方面问题开始暴露出来,为保证技术应用效果,对改革后的测验技术展开研究与调整,显得极为必要。通过对水沙关系的详细分析,对水文体制改革下泥沙测验技术展开深入性探究,旨在提高泥沙测验技术与新体制适应程度,保证泥沙测验技术应用质量。
        关键词:水沙关系;泥沙测验技术;桥上测沙技术;水文体制改革;相对含沙量
        水文体制的改革,使得各地区开始建立专门勘测基地,流量监测以及水位监测,开始从常年驻守模式改为汛期驻测模式,在非汛期阶段,仅对其展开简单测量。各检测方式的调整以及泥沙检测复杂程度,都直接增加了泥沙检验技术应用难度。为更好地展开技术应用,确保技术应用价值能够在水资源管理与治理中得到高质量运用,需要做好泥沙检验方法研究。
        一、水沙关系分析
        水流条件会对河流中的泥沙运输能力与含量产生直接限制,而这也是水沙关系研究基础,可通过对两者之间复杂性关系的分析,展开泥沙过程推算等一系列研究,进而为泥沙测验技术调整与应用提供依据。
        (一)相对含沙量法
        按照信息过程条幅整形理论,运用调制组合的方式,可将变幅宽、复杂信息过程转变为变幅窄、简单信息过程。由于含沙量变化复杂程度较高,所以想要达到理想化含沙量监测模式,需要展开多监控点布置。运用流量过程对组合含沙量过程进行调制,可达到理想化含沙量变幅窄化处理效果,能够为过程监测创造出更加有利的条件,降低控制点设置数量,高质量完成相应任务。
        (二)水沙量关系
        一些测站断面并不需要分析输沙过程,只需要对洪水总沙量以及时段总沙量展开监测与控制,可直接完成时段水量和沙量变化曲线图绘制。按照以往工作经验,水沙关系如果呈现为直线关系模式,会更加便于验算分析,最终获得结果的精准度也相对较高。因为水沙关系分析,是以降低尼沙测量次数为目标的,当洪水发生时,需要在进行泥沙检验过程中,做好峰后检测以及峰前等一系列检测工作,所以在水沙关系发生改变时,需要对测量次数展开相应调整。
        (三)水沙峰比例系数相对法
        含沙量和流量之间上涨下降有着密切关联,在洪水发生时,流量增长速度会和含沙量增长速度处于相同状态,研究人员可以按照这一特点,展开流量以及含沙量增长比例关系建设。在完成关系建设之后,可通过少量泥沙测试,完成含沙量计算任务。如果需要对河水前期含沙量展开分析,在进行含沙量比例系数构建时,要通过和流量比例系数有机结合在一起的方式,达到理想化泥沙过程推算效果,但需要注意,整体计算需要以最小含沙量为前提。
        (四)流量输沙率关系分析
        在进行关系分析过程中,可通过构建对数坐标系的方式,将关系直观呈现出来。坐标系纵向坐标为流量,横向坐标为输沙率,会按照需要对其曲线图形式进行确定。各种曲线输沙率在流量方面表现出的趋势并不相同,以闭合绳套型为例。如果出现洪水附加比增加的状况,会明显发现同流量挟沙能力开始出现减弱趋势,两者关系表现为平行直线,且在洪峰位置处,附加比与0极为接近。而交叉绳套型中,落坡、涨坡支线斜率差异较为明显,可将泥沙补给增强状态下流量输沙率真实数据精准呈现出来。如果在洪峰处,流量变化并不明显,却存在着输沙率下降问题,流量输沙率关系主要以开口型模式为主。
        技术人员在分析时,对洪水落坡、涨坡可用流量输沙率对数一次回归方程进行表示,这样可以保证站点拟合关系斜率稳定程度,保证其可以在几年时间内始终维持在较为稳定的状态。当拟合关系处于稳定状态时,在明确斜率数据后,仅需要展开一次测量就能够完成输沙率过程分析,测试精准度会得到可靠提升。此外,因为流量过程变化和流量输沙率关系变化属于对应关系,所以在确认过渡关系特征点与起始点等各项数据之后,并不需要展开测验,也能够完成该部位流量输沙率关系推算。


        二、泥沙测验技术
        (一)邻站单沙相关技术
        如果检测对象为同一河流上下游站,一般会选用此种方式展开检验。在进行检验过程中,会以保证检测精度为基础,通过对检测区域内测沙任务进行精简的方式,利用实际测量资料,展开相关关系推算,进而获得精简站相应值。技术应用核心,是通过科学对参数以及传播时间进行选择,求出邻站对应含沙量建立相应关系。如果条件允许,会将最为方便的检测站作为代表站,展开相关关系建设,进而在相应精度要求之下,完成相应单沙推算。
        (二)输沙率和流量异步施测技术
        在进行输沙率检测时,需要按照具体情况,确定是否进行流量检测。如果不需要进行流量检测,只需进行含沙量检测即可。在运用部分平均技术,通过对垂线含沙量进行分析之后,便能够得到断面各部分平均含沙量数值,此时可通过和邻近流量测次对应流量权重进行相乘,再进行累加的方式,便可以完成全断面平均含沙量计算。
        在计算过程中,流量权重是沙垂线间的断面部分流量和全断面流量比较得到的,而断面平均含沙量和相应时间流量相乘,便得到了实测输沙率,而此种方式,就是输沙率和流量异步施测技术。与传统测量技术有所不同,这种测量技术更加符合水文体制改革后的要求,可以有效规避标准不同而造成的检测差异,可通过对流量权重资料的运用,按照相应公式完成相关计算工作,整体计算误差相对较小,精准度较高。
        (三)桥上测沙技术
        为更好地对各项测验技术展开应用,业界学者均加大了对各项检测技术的研究力度。经过深入性分析发现,邻近断面船测含沙量和桥上测沙技术有着密切关联,两者之间稳定线性相关较为明显,相对误差极小,且累计频率超过了70%。由此可以得出,在保证计算精度的基础上,可通过对桥上测沙技术的运用,展开断面沙量推算,进而在保证操作可行性的同时,达到有效提高操作方便程度的目标。如果含沙量横向变化相对较大,在进行桥上测沙技术应用过程中,需要保证垂线数量能够至少达到三条以上,并要按照孔距、河宽以及孔数等数据,对其分布展开合理安排。由于在洪水期间,桥上侧取沙难度相对较大,所以可通过在桥下侧水面取样的方式,为后续推算工作开展提供数据信息。
        (四)物理测沙技术
        在对该项技术进行应用时,会通过对含沙水流物理效应的运用,按照反应物理量,对含沙量展开精准推算。为保证技术应用效果,需要做好所选物理量以及含沙量之间关系分析,并要保证测量方便性以及可操作性,以便更好地展开技术运用。和传统取样测沙技术相比,此种技术操作以及精度优势更加突出,可对水文体制改革开展与落实形成有效促进作用,对我国水文相关工作开展而言,是极为有利的。
        结束语:
        鉴于泥沙测验技术在实际工作中的应用价值,有关单位需要进一步加大对该项技术及技术在水文体制改革中的应用等内容展开深入性探讨。应按照水沙关系分析结果,科学对物理测沙技术以及邻站单沙相关技术等展开应用,并要在应用过程中做好总结与分析,不断展开调整,以便达到最佳技术应用效果,保证泥沙测验技术应用优势能够得到充分性体现,进而达到理想化水文管理模式,保证我国水环境管理保护效果。
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