長臺關水文站同級水位洪峰流量偏大原因分析

□鄭仕強（信陽水文水資源勘測局）

長臺關水文站位于信陽市以北23km 的長臺關鎮，是淮河上游第二控制站，東經114 °31′北緯32 °19′，控制流域面積3090km2，是河南省重點水文站。長臺關水文站地理位置特殊，控制河段內有五大淮河橋梁工程，從上游至下游分別是滬陜高速公路淮河大橋，107 國道淮河大橋，京廣鐵路淮河大橋，石武客運專線淮河鐵路大橋和京珠高速公路淮河大橋，長臺關水文站所提供的水文情報直接關系到上述橋梁工程防汛決策，也關系到下游沿淮兩岸重要城鎮及工礦企業的防汛決策，防汛任務重大。

1.長臺關站測流斷面情況

長臺關站測流斷面位于基本水尺斷面下游35m 處，兩岸斷面樁間間距541m，斷面左岸上下游約100m 為砌石護坡，右岸為砂壤土緩坡，左、右岸均無堤，斷面河床為細沙河床。受洪水漲落影響，斷面局部變化頻繁，低水水位流量關系不穩定。高水水位流量關系呈逆時針繩套。

2.最近幾年實測洪峰流量分析

2005年至2010年6年洪水中，每年選取最高洪水位對應的洪峰流量與歷年平均洪峰水位流量關系對照分析（見表1）。

表1 2005-2010 實測最高洪峰水位流量與歷年洪峰水位流量對照表

從表中可以看出，2006-2010年實測洪峰流量遠遠大于歷年洪峰流量插線量，低洪峰水位實測洪峰流量與歷年洪峰流量誤差越大，這就有必要對長臺關站同級水位洪峰流量偏大原因進行分析。

根據流量計算公式Q=V×A 可知，同級水位流量變大有3種原因，第一、A 不變，V 變大；第二，V 不變，A 變大；第三，A、V都變大。對于天然河道，在無人為破壞因素的情況下，斷面變化一般處在一個動態平衡之中，也就是說，根據上游來水的不同，表現為有時沖刷，有時淤積，但多年平均變化不大，甚至不變。

洪水期天然河道中水流的平均流速，根據上游來水組成，斷面變化情況、河道底水情況、洪水漲落率的不同，以及是漲水段還是落水段，相差很大。對河道同級水位平均流速的研究，需要分別統計計算的相關因素較多。但總的來說，相似的洪水組成不應有太大的差別，因而對影響流速的因素本文不再進行分析研究，本文只對影響流量的另一因素——斷面進行分析。

2.1 斷面資料選取

長臺關站測流斷面左岸為砌石護坡，堤頂高程76.50m，左岸邊坡高程多年未變。右岸為天然河道緩坡，斷面樁處高程76.69m，邊坡多年有少量變化。左右岸70.00m 以上高程邊坡無變化，邊坡資料對斷面資料變化分析無明顯影響，為便于統一計算斷面面積，所選斷面資料均為高程74.20 以下部分，所選斷面資料為2000年至2008年長臺關站汛后實測。

2.2 斷面資料計算

根據實測資料，逐年計算高程為74.20m 以下部分斷面面積，每年比上一年增加面積、累積增加面積、累積增加百分數見表2。

表2 高程74.20m 以下斷面相關數據面積計算表

2.3 繪制圖表

根據上表計算數據，繪制長臺關站年斷面變化趨勢圖（見圖1）、面積累計增加圖（見圖2）、面積累計變化百分數圖（見圖3）。

圖1 長臺關站2000-2008年實測面積變化趨勢圖

圖2 長臺關站2000～2008年積累面積增加圖

圖3 長臺關站2000-2008年面積累計增加百分數圖

根據上述資料，不難看出，從2000年至2008年的9年間，長臺關站74.20m 高程以下斷面在逐年變大，也就是說，河床在逐年沖刷、下切降低。9年的時間，74.2m 高程以下面積累積增加了557.3m2,增幅達20.12%，高程74.20m 以下部分河床平均下切1.11m，南岸河床420.0m 起點距處下切達2.50m。

3.結語

長臺關站同級水位洪峰流量偏大的主要原因是河床的沖刷、下切，使得同級水位斷面面積增大，在來水條件不變的情況下，相同水位過水面積增大，根據公式Q=V×A 可知，A 增大，Q也隨著變大。根據表1計算數據可知，2008年與2000年相比較，如洪峰水位同為74.20m，則2008年洪峰流量比2000年洪峰流量偏大達20.13%；如洪峰水位低于74.20m，則偏大百分數更多。因而。早期水位流量預報圖表因現階段河道斷面變化已經不能滿足防汛及生產、生活的需要。

為此建議一要加強流域水土保持，防止河岸崩塌；控制河沙開采量，保持來沙取沙平衡,河道工程要充分論證，盡可能保持天然河道狀態;二要測站增加先進儀器施測，提高流量施測精度;三要對現有預報圖表進行修訂，控制預報誤差，更好地為防汛抗旱決策提供服務。