黑龍江省嫩江段中小洪水糙率分析

2010-03-23 02:36:50張忠萍

黑龍江水利科技 2010年5期

張忠萍，李輝

(1.齊齊哈爾市橡膠壩水利樞紐工程管理站，黑龍江齊齊哈爾161005;2.齊齊哈爾水文局，黑龍江齊齊哈爾161005)

1 流域概況

嫩江是松花江的最大支流，發源于大興安嶺北部的伊勒呼里山南麓，在肇源縣三站東南約15 km處匯入松花江。從源頭至河口全長1 416 km，流域面積29.85萬km2，我省境內面積10.3萬km2。

根據地形、地貌及河谷特征，嫩江干流分為3段，由發源地至嫩江縣城為上游，江道長661 km。河源區為著名的大興安嶺山地林區，群山聳立，森林茂密，河谷狹窄，水面寬100～200 m，河床組成多為礫石。河源區以下，江道逐漸變寬，相繼有支流匯入，水量增大，河谷寬度可達5～10 km。嫩江縣城以下至尼爾基為中游，江道長122 km。兩岸多低山丘陵，地勢較上游段平坦，兩岸不對稱，特別是左岸，河谷很寬。中游段支流較少，嫩江縣城下游4 km處，嫩江右岸有較大支流甘河匯入干流外，其余均為一些小支流或小山溪。從尼爾基到三岔河口為下游段，江道長587 km。此江段進入廣闊的松嫩平原地帶，江道蜿蜒曲折，沙灘、沙洲、江汊多，江道多呈網狀，兩岸灘地分布著泡沼、濕地和牛軛湖。齊齊哈爾市以上江道主槽水面寬300～400 m，水深3～4 m。下游江段河網密度較大，右岸有諾敏河、雅魯河、綽爾河、洮兒河、霍林河等大支流匯入嫩江，左岸廣大地區基本屬于內陸閉流區，有大片沼澤、連環湖和濕洼地。河床多為細沙組成。從河源到三岔河口高差900 m。

嫩江支流多在右岸，流域面積＞1萬km2的支流共有8條，其中6條在右岸，左右岸支流均發源于大小興安嶺各支脈，且是順著大小興安嶺坡面而形成，東北至西南向，或是西北至東南向匯入干流。

嫩江流域在嫩江中游莫力達瓦達斡爾旗鏡內修建了尼爾基水庫，嫩江下游左岸建有大慶、紅旗泡、太平湖、音河、雙陽河等大型水庫，嫩江右岸建有察爾森、月亮泡等大型水庫。

嫩江歷史最大洪水發生年份是1998年，江橋水文站洪峰流量為26 400 m3/s，富拉爾基水文站洪峰流量25 500 m3/s，同盟水文站洪峰流量12 300 m3/s。

2 測站布設

我局于2006年4月對嫩江(齊齊哈爾內段)干流進行了實地勘查，選定布設了4個比降、糙率監測斷面，斷面詳情見表1。

表1 黑龍江省嫩江中小洪水糙率監測斷面一覽表

3 各站所在河段河流特征及土壤植被情況

1)同盟(主槽)站:監測斷面位于甘南縣東陽鎮沿江村，測驗河段順直長度600 m左右，距河口距離514 km。測驗河段常年暢通的有兩股水流，俗稱“頭道江”和“三道江”，兩股流間距800 m，頭道江主槽靠近右岸，右岸為陡岸，沖涮嚴重。當水位在167.30 m左右時，另一股距主槽1 700 m的“四道江”開始過水。當水位達168.30 m時，距主槽100 m處的“二道江”也開始行洪。當水位達168.80 m以上時開始跑灘。測驗斷面兩岸為土堤。主槽河床由泥沙和礫石組成，灘地為耕地、草甸子和灌木叢。

2)富拉爾基站:監測斷面位于齊齊哈爾市富拉爾基區，測驗河段順直長度約2 000 m，距河口距離459 km。流速橫向分布較均勻。測驗河段右岸為高地，迎水坡為砌石護坡，地面高程為146.20 m，可控制歷年最高水位，左岸也為高地控制，高水期間有近300 m跑灘。河床由細沙組成。

3)江橋站:監測斷面位于泰來縣江橋鎮，測驗河段略有彎曲，距河口距離270 km。流速橫向分布較均勻。右岸為高地控制，左岸約10 km的灘地上有大量的農田。左岸河槽約5 km處有土堤控制。河床由細沙組成。

4)半拉山:監測斷面位于江橋水文站下游37 km處，測驗河段順直長度2 000 m，距河口距離233 km。流速橫向分布較均勻。右岸有國堤控制，左岸上為灘地，主槽河床由細沙組成，灘地土質為黑黏土，土層厚約30 cm，下層為細沙。起點距1 400～1 470 m和3 800～3 890 m有兩處串溝，水位在135 m以上時串溝過水。

4 測驗情況

測驗次數:以滿足確定水位流量關系曲線為原則，各測站流量測驗測次，均勻分布于各水位級并基本控制流量變化過程。

測驗精度:各測站流量測驗斷面均達到二類以上精度站流量測驗隨機不確定度標準。

本年水位級屬于中低水年份。

5 糙率分析成果

根據各站實測斷面流量，進行分析不同水位級別條件下河床糙率變化規律及沿程變化情況。用實測斷面流量計算出糙率，點繪水位與糙率相關圖，根據曲線走點群中間來定相關線，分析得出不同水位級條件下各河床糙率，通過相關分析，得出河床水位糙率變化規律。

5.1 同盟站

通過對同盟站斷面實測糙率成果表分析，得出主槽及三道江水位糙率變化規律，同盟站主槽和三道江河床糙率都隨水位上漲而逐漸減小，三道江糙率隨水位上漲遞減幅度較大，主槽糙率變化不大。主槽水位165.20～166.30 m，糙率0.022～0.019;水位166.30～168.80 m時，河床糙率變化極小，基本穩定在0.019～0.018。主槽水位達168.80 m時開始跑灘，糙率增大。見表2。

表2 同盟站不同水位級別條件下河床糙率成果表(主槽)

表3 同盟站不同水位級別條件下河床糙率成果表(三道江)

5.2 富拉爾基站

通過對富拉爾基站斷面實測糙率成果表分析，得出富拉爾基站水位糙率變化規律，河床糙率隨水位上漲而逐漸減小，糙率變化幅度較大。水位138.80～139.80 m，糙率0.138～0.052;水位 139.80～141.15 m，糙率 0.052～0.020;水位141.15～144.00 m，糙率變化極小，基本穩定在0.020～0.019。水位達144.00 m時開始跑灘，糙率增大。見表4。

5.3 江橋站

通過對江橋站斷面實測糙率成果表分析，得出江橋站水位糙率變化規律，河床糙率隨水位上漲而逐漸減小，變化幅度不大。水位133.54～135.00 m，糙率0.043～0.027;水位135.00～136.34 m，糙率 0.027～0.017;水位 136.34～138.50 m時，糙率變化極小，基本穩定在0.017～0.016，水位達138.50 m時開始跑灘，糙率增大。見表5。

表4 富拉爾基站不同水位級別條件下河床糙率成果表

表5 江橋站不同水位級別條件下河床糙率成果表

5.4 半拉山站

通過對半拉山站斷面實測糙率成果表分析，得出半拉山站水位糙率變化規律，河床糙率隨水位上漲而逐漸減小，變化幅度不大。水位131.50～132.80 m，糙率0.028～0.021，水位132.80～135.00 m時，糙率變化極小，基本穩定在0.021～0.020，水位達138.50 m時開始跑灘，糙率增大。見表6。

表6 半拉山站不同水位級別條件下河床糙率成果表

6 嫩江河段糙率沿程變化情況

通過對嫩江同盟、富拉爾基、江橋、半拉山四個斷面的監測得出，嫩江從尼爾基至白沙灘江段河床糙率沿程變化不大，主要原因是河床都為細沙組成，河槽為單式河槽，今年的洪水都在主槽內變化，受植被影響較小?？偟内厔菔遣诼蕪纳嫌蔚较掠沃饾u增大，隨水位的上漲而逐漸減小。

同盟站、江橋站、半拉山站三個監測斷面的糙率相差不大，呈逐漸增大趨勢。同盟站為0.018～0.022，糙率較小;江橋站為0.016～0.043，測驗河段處于嫩江中下游的束狹段，河道略有彎曲，主槽有鐵路江橋阻水，糙率較大;半拉山站為0.020～0.028，糙率較小;富拉爾基站糙率為最大0.019～0.138，原因為:①斷面上游新建有鐵路橋，橋墩阻水致使上游水位雍高，比降增大，造成糙率偏大。②原鐵路橋墩炸毀后碎石散落河底，造成糙率偏大。詳見表7。