胡俊波 李德才

　　（云南省水文水资源局昆明分局，云南 昆明 650051）

　　摘要：关于逐日平均含沙量表与逐日平均输沙率表相对应的问题，笔者以松华坝、四营水文站实测资料为例，通过分析认为，受流量缩放及记录精度影响，出现逐日平均含沙量表中为零的日期，而在逐日平均输沙率表中相应日期不为零的现象是正常合理的，反之也一样。此分析为泥沙资料整编及汇编刊印决策提供参考。

　　关键词：泥沙；逐日表；缩放；记录精度；对照检查

　　前两年，笔者有幸参加了省内外组织的几卷水文年鉴的汇编审查工作，在与省内外汇编审查专家交流的过程中，觉得有些问题值得商榷，有进一步探讨的必要。其中关于逐日平均含沙量表与逐日平均输沙率表相对应的问题，整汇编要求逐日平均含沙量表中为零的日期，在逐日平均输沙率表内相应日期也必须为零，否则存在表面矛盾，对此，笔者与专家们的看法不一致。本文以松华坝、四营水文站实测资料为例，通过分析认为，受流量缩放及记录精度影响，出现逐日平均含沙量表中为零而相应逐日平均输沙率表不为零的现象是正常合理的，反之也一样，并不矛盾。

　　1分析背景

　　1.1松华坝

　　松华坝水文站地处昆明市北郊，属长江流域金沙江下段水系普渡河上游盘龙江，东经：102°47′，北纬：25°08′，集水面积593km2，是松华坝水库出流控制站，主要是收集金沙江支流普渡河盘龙江段松华坝水库出流基本水文信息，为松华坝水库的调度运行及下游昆明市防汛服务。松华坝水文站除主断面松华坝(坝下三)外，还有松华坝（二）、松华坝（供水）、松华坝（东干渠三）等三个分流断面。观测项目有水位、流量、降水、蒸发等，其中主断面及分流断面松华坝（二）有泥沙观测项目，主要是监测水库排沙量，只在水库放水时进行泥沙取样观测。

　　1.2四营

　　四营水文站位于云南省昆明市嵩明县牛栏江镇新桥村，地处东经103°09′ 北纬25°17′，属长江流域金沙江下段水系车洪江区域代表站，集水面积为1024 km2。下游约1km处有一道机械闸，闸门启动频繁，造成变动回水影响。四营站是收集牛栏江上游车洪江段基本水文信息，为嵩明、寻甸及下游防汛服务。监测项目包括：降水量、水位、流量、悬移质输沙率（单样含沙量）；同时还担负水情报汛、水质及其它监测任务。

　　2 资料搜集

　　2.1资料收集

　　当含沙量确实为零的时候，输沙率确实为零。只有在含沙量特小流量也特小或瞬时含沙量特小时段短且流量特大，又或者含沙量大流量为零等特殊情况下会出现不一致的情况。根据具体问题，选取松华坝（坝下三）站1986年10月9日的资料分析日平均含沙量为零而日平均输沙率不为零的情况；选取松华坝(二)站1998年8月11日的资料分析日平均含沙量不为零而日平均输沙率为零的情况；选取四营站2010年5月1日的资料分析停滞情况下日平均含沙量不为零而日平均输沙率为零。收集资料包括瞬时流量和含沙量，结果见表1。

　　2.2资料插补

　　根据规范规定，含沙量可采用直线法、连过程线法、流量（水位）与含沙量关系法、上下游含沙量相关法等方法进行插补，本次选取资料用直线法插补，插补结果见表1。

　　表1 松华坝、四营站流量、含沙量摘录及插补

　　3分析计算

　　3.1计算方法

　　计算日平均输沙率及日平均含沙量的方法，根据规范的有关规定：全日水流停滞者，日平均输沙率为零，日平均含沙量用面积包围法计算；顺流采用整编程序时，用流量加权第三种方法计算；顺流不用整编程序时可用选代表法、算术平均法、面积包围法或流量加权法计算等，联系实际使用的整编软件，选取以下几种方法进行分析计算。

　　方法一：流量加权第一种方法，以瞬时流量乘以相应时间的含沙量，得出瞬时输沙率，再以时间加权求出日平均输沙率，除以日平均流量即得日平均含沙量。日平均输沙率计算公式为：

　　方法二：流量加权第二种方法，是以相邻瞬时断沙的平均值与瞬时流量平均值的乘积，得时段平均输沙率，再用时间加权，计算日平均输沙率。然后，再用日平均输沙率除以日平均流量得日平均含沙量。日平均输沙率计算公式为：

　　方法三：流量加权第三种方法，相邻时段平均输沙率为流量、含沙量乘积的时间的积分与时段历时的比值，再乘以该时段的时距，其各时段的代数和除以一日的时间即得日平均输沙率，再除以日平均流量即得日平均含沙量。日平均输沙率计算公式为：

　　方法四：面积包围法，即各测次含沙量用时间加权求得日平均含沙量，乘以日平均流量得日平均输沙率。

　　方法五：面积包围法计算日平均含沙量，流量加权第一种方法计算日平均输沙率即用面积包围法计日平均输沙率。

　　方法六：用南方片整编软件计算。

　　按以上方法计算的结果见表2。按规范规定，输沙率、含沙量均取三位有效数据，小数不过三位。

　　表2  日平均含沙量、日平均输沙率计算结果

　　3.2分析

　　从表2中可看出：

　　首先、无论何种计算方法，在按规范保留小数位数时都会有两表不一致的情况，没有一种方法可以将所选取三种情况都处理成两表一致；

　　其次、方法六的南方片整编软件计算结果与方法五完全一致，说明南方片整编软件也是用面积包围法分别计算日平均含沙量和日平均输沙率，而没有按规范规定，顺流采用整编程序时，用流量加权第三种方法计算；

　　三、方法一、二、三，均用日平均输沙率除以流量计算日平均含沙量，象四营站这样出现流量为零时，用程序算法很难解决；

　　四、同一种情况，各种方法计算结果，有的一致有的不一致，这主要是由于小数位数取舍造成的，如果计算过程保留4位小数，经流量缩放，结果再取3位小数，所选情况中除四营站外，所有计算方法两表都不一致；

　　五、松华坝(坝下三)站属含沙量极小，达不到记录精度，而日平均流量27.5m3/s，起放大作用，输沙率不为零。无论是先算输沙率，再算含沙量的方法一、二、三，还是分别计算输沙率和含沙量的方法五、六，结果都是输沙率有值，而含沙量达不到记录精度。方法四是先算含沙量，再算输沙率，含沙量按保留位数取为零后，无论乘多大的流量，输沙率都是零，如果增加小数位数后，方法四算得的输沙率为0.006kg/s，并非与含沙量一致为零；

　　六、松华坝(二)站，从摘录看，全日有含沙量，但日平均流量仅为0.327 m3/s，被其缩小后，输沙率达不到记录精度变成零。先算含沙量的方法四和分别计算的方法五、六，结果都是含沙量有值，而输沙率达不到记录精度。方法一、二、三都是先算输沙率，再算含沙量，输沙率按保留位数取为零后，无论除任何数，含沙量都是零，如果增加小数位数后，方法一、二、三算得的含沙量均为0.001kg/m3，并非与输沙率一样为零；

　　七、四营站，从摘录看，含沙量不小，但日平均流量为零。按规范规定：此种情况下日平均输沙率为零，日平均含沙量用面积包围法计算，与先算含沙量的方法四或分别计算的方法五、六结果一致。而先算输沙率的方法一、二、三，由于流量为零，不能做除数，无法计算含沙量。

　　4 结论

　　    通过以上分析，可看出：

　　    1、规范对全日停滞的算法规定，本身就肯定了两表不一致的客观存在；

　　    2、无论何种计算方法，都会有两表不一致的情况出现，说明这是无法回避的客观事实，根本不存在矛盾；

　　3、0不一定代表无沙，有时是达不到记录精度，两表不一致时，就属这种情况；

　　4、为解决所谓表面矛盾，建议无沙记为0、有沙无量记为0.000；

　　分析表明，受流量缩放及记录精度影响，出现逐日平均含沙量表中为零的日期，而在逐日平均输沙率表中相应日期不为零的现象是正常合理的，反之也一样，并不矛盾。此分析为泥沙资料整编及汇编刊印决策提供参考。

　　参考文献：

　　[1] 水文资料整编规范,SL247—2012 [S]．

　　[2] 水文年鉴汇编刊印规范,SL460—2009 [S]．

　　[3] 河流悬移质泥沙测验规范 GB/T50159-2015 [S]．

　　[4] 张铁，闫家斌，数值分析[M]．

　　作者简介：胡俊波，男，云南砚山人，工程师，主要从事水文测验、水文资料整编和水资源分析计算工作。

　　2