Page 39 - 水利学报2025年第56卷第3期

表 ３ 粒径级序列
粒径级编号 粒径级序列?ｍｍ
粒径级 １ ０．００５、０．０１０、０．０２５、０．０５０、０．１００、０．２５０、０．５００、１．０００、２．０００
粒径级 ２ ０．００７、０．０１０、０．０２５、０．０５０、０．０７５、０．１００、０．１５０、０．２５０、０．５００
粒径级 ３ ０．００７、０．０１０、０．０２５、０．０５０、０．０７５、０．１００、０．２５０、０．５００、１．０００、２．０００
粒径级 ４ ０．００７、０．０１０、０．０２５、０．０５０、０．０７５、０．１００、０．１５０、０．２５０、０．５００、１．０００

合呈现。在图 ３—４中，同样涉及到粒径级的不同描述问题，依旧采用表 ３中的划分方法。分析研究
发现，由于历代规程均采用 Ｓｔｏｋｅｓ公式作为滞流区沉速公式，故转换前后的级配曲线在这一区域内是
完全一样的。主要的差别体现在过渡区 ０．０６２～０．２５ｍｍ的区间内，此时，级配曲线最大的差值出现在
粒径级 ４的 ０．１ｍｍ处，二者相差约 １０％。

图 ３ 平均沉速计算吻合度（旧规程方法） 图 ４ 平均沉速计算吻合度（现行规程方法）

在实际应用方面，除了级配曲线外，具体的代表粒径值也备受关注。例如，在经典河流糙率估算
模型中，Ｄ 、Ｄ 等特征粒径是求解问题的关键变量之一 ［１５ － １７］ 。从图 ２可以看出，粒径级 ４的中值粒
５０ ８４
径 Ｄ 变化最大，从 ０．０７５５ｍｍ上升到 ０．０７９１ｍｍ，增大了 ０．００３６ｍｍ（增幅 ４．７７％）；粒径级 ３的特征
５０
粒径 Ｄ 变化最大，从 ０．１３００ｍｍ上升到 ０．１６８３ｍｍ，增大了 ０．０３８３ｍｍ（增幅 ２９．４６％）。虽然对于本算
８４
例来说，并不是每个粒径级的特征粒径都有较大变化，但是我们已经足够证明规程沉速公式替换对悬
移质级配资料一致性的扰动是不容忽视的。
３．２．２ 断面均值计算 平均沉速是悬移质水文资料的重要参数之一。在泥沙颗粒分析规程修编的过程
中，该参数的计算方法几经调整，由原来的几何平均与算术平均综合均值简化为几何均值。因此，依
据不同规程计算得到的平均沉速也势必不同。
图 ３和图 ４分别是按照旧规程和现行规程方法计算的平均沉速与资料记载的平均沉速的对比图。
在理想的情况下，图 ３中的点据应该完全落在 ４５°线上。但由于年代久远，实验操作、仪器精度、资
料刊印等方面的缺陷难免导致系统误差，所以点据和 ４５°线之间存在微小偏差，但是，高达 ０．９２７的决
定系数还是足以说明计算结果与实测值的吻合度极佳。而图 ４则表明平均沉速的计算值和实测值的吻
合度较差，很大一部分点据，尤其是粒径级 ３对应的三角形点据落在了 ４５°线的上方。这说明利用现
行规程方法检验旧 规程指 导得 出的 级配资 料时，所 得出的 沉 速 计 算 值 往 往 高 于 旧 规 程 指 导 下 的 测
算值。
２
从定量的角度来看，依据旧规程计算的平均沉速的 Ｒ为 ０．９２７、ＭＡＥ为 ０．０２０，ＲＭＳＥ为 ０．０２７、Ｒ为
２
０．９６４。当改用现行规程方法进行平均沉速的计算时，Ｒ降至 ０．６４７（降幅 ３０．２０％），ＭＡＥ增至 ０．０３０
（增幅 ５１．５３％），ＲＭＳＥ增至 ０．０５８（增幅 １１９．５５％），Ｒ降至 ０．９４０（降幅 ２．４９％）。总体来说，这种为保
持资料的连续性而进行的级配换算，会显著降低平均沉速等特性指标与原始资料的吻合程度，难免在

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