涇河景村站報汛曲線修訂

王曉斌

（陜西省西安水文水資源勘測局，陜西 西安 710100）

涇河為黃河流域十大水系之一，是黃河洪水泥沙主要來源地之一。涇河流域呈扇形，洪水主要由景村站以上干、支流形成，上、中游溝壑縱橫，部分地形破碎，暴雨侵蝕嚴重，形成了洪水猛烈含沙量大的特點。景村站為涇河上游各支流匯流后干流控制站，其水情報汛工作在涇河中、下游及渭河防汛工作中很重要，特別是隨著東莊水庫的修建，對該站水情報汛工作提出了更高要求。根據2008年11月發布的中華人民共和國國家標準《水文情報預報規范》（GB/T22482-2008）第5.2.3規定：“…水情信息應在規定報汛時間觀測后立即發出…。”對于像涇河景村站這樣斷面沖淤變化大，流量數值又不會瞬時測量的測站，其中、高水準確、及時報汛顯得較為不易。為此在分析歷次實測大洪水的基礎上，結合河段特性變化，對涇河景村站中、高水報汛曲線進行修訂。

1 概況

景村水文站位于陜西省咸陽市彬縣太峪鎮新堡子社區景村，為涇河中游干流控制站，屬國家重要水文站。1934年9月陜西省水利局在長武縣亭口鎮設立涇河亭口水文站，1963年3月因修建大佛寺水庫下遷至彬縣景村，設立景村水文站。景村站集水面積40281 km2，距河口里程189 km。本次分析資料采用水文年鑒刊印成果，其可靠性、一致性、代表性均經過審查[1]。景村站設站以來實測最大流量為8150 m3/s，發生于1966年7月27日，次大流量為6190 m3/s發生于1977年7月6日。

景村水文站主要任務是收集涇河流域主要水文特征，掌握涇河流域水量、沙量變化規律，為綜合開發利用涇河流域水資源提供科學依據，為東莊水庫建設、運行、管理，涇河中、下游地區防汛減災提供水文信息和服務，為國家防總、黃委、陜西省、咸陽市及彬縣防汛部門決策提供水情報汛任務。

景村站測驗河段設在兩大彎道之間，左岸為黃土臺塬，右岸為沙土灘地。河床由砂礫組成，沖淤變化較大。基本斷面上游200 m有一大彎道，洪水時受影響流向不正，基本斷面下游300 m有九孔公路大橋。高水時斷面明顯受壅水影響，基本斷面下游900 m為彎道，低水期左岸形成串溝。

2 水位流量關系分析

景村站1963年設站以來資料完整，均采用黃海基面。收集景村站1964年～2016年歷年洪水資料，對1966年、1977年、1996年、2003年4次典型洪水的洪水過程、水位流量關系、斷面變化進行分析發現：景村站較大洪水均由夏季和初秋連陰雨形成，洪水出現時間與暴雨出現時間相對應。最早在5月上旬，最遲在10月中旬，7、8兩月洪水最多，峰形胖，且為復式，洪峰漲落較慢；沙峰一般滯后出現，有時也同步出現；水位流量關系多為繩套曲線，例如1977年“7.6”洪水、2003年“8.26”洪水，分別見圖1、圖2。

圖1 涇河景村站1977年“7.6”洪水過程線及水位流量關系圖

圖2 涇河景村站2003年“8.26”洪水過程線及水位流量關系圖

景村站建站以來，基本斷面附近2002年9月建成食品企業廠房，基下300 m 1968年10月建成彬旬公路景村涇河大橋，基下460 m2，2008年9月建成福銀高速（鳳永高速）景村涇河大橋，基下9850 m，1977年5月建成涇河棗渠電站溢流壩，這些工程均在高水時對景村站水位流量關系產生影響。

經對景村站1966年7月27日洪峰流量8150 m3/s、1977年7月6日洪峰流量6190 m3/s、1996年7月28日洪峰流量4730 m3/s、2003年8月26日洪峰流量4920 m3/s四次典型洪水過程斷面和水位流量關系分析發現：1966年～2017年河道總體呈淤積趨勢，在水位814.00 m～827.50 m區間，面積減少51.2%～32.9%，見表1、圖3；水位流量關系呈向左偏移即偏小趨勢，例如在水位823.00 m時在1966年洪水中相應流量為7200 m3/s，1977年洪水中相應流量為5550 m3/s，1996年洪水中相應流量為4550 m3/s，2003年洪水中相應流量為4400 m3/s，可見斷面過洪能力呈遞減趨勢。

表1 涇河景村站1966年～2017年面積變化表

圖3 涇河景村站1966年～2017年大斷面及水位面積關系圖

3 報汛曲線修訂

根據中華人民共和國水利行業標準《水文資料整編規范》（SL247-2012）第4.4.17條規定：“…高水部分延長不應超過當年實測流量所占水位變幅的30%；低水部分延長不超過15%。如超過此限，至少用兩種方法進行比較，并在有關成果表中對延長的方法和依據做出說明。…”景村站報汛曲線修定上限至百年一遇洪峰流量11400 m3/s，超出歷年實測流量39.7%，為此應采用兩種方法延長高水曲線。

第一種方法根據《水文資料整編規范》（SL247-2012）第4.4.17條中要求“有糙率和比降資料的站，可點繪水位與糙率關系曲線，并延長至高水。選用高水時的糙率n值與實測比降s，由實測大斷面資料算得的平均水深d和面積A，采用（4.4.17-1）計算高水時的流速、流量，據以延長水位流量關系曲線。…”“若高水漫灘，則主槽和漫灘部分應分別計算流量進行延長。”

根據《陜西省洪水調查資料》[2]，景村站調查最大洪水為1911年8月3日洪水，相應水位為827.38 m，比降29/10000，主槽采用糙率為0.055，漫灘采用0.075，斷面面積為3900 m2，計算得洪峰流量為15300 m3/s。

收集景村站建站以來歷次大洪水、調查洪水糙率、比降資料點繪水位糙率、水位比降關系圖并作延長，見圖4。查讀制作的水位糙率、水位比降關系圖，利用2017年4月實測大斷面，采用《水文資料整編規范》（SL247-2012）中的以上兩式按主流、河灘進行計算得到景村站中高水水位、流量關系。

圖4 涇河景村站水位糙率、水位比降關系圖

第二種方法仍是依據《水文資料整編規范》（SL247-2012）第4.4.17條中要求：“若測站控制基本穩定，河床變化不太劇烈，河底坡降無突出變化，基本水尺位置未遷移或遷移距離很小、落差很小，其歷年水位流量、水位面積、水位流速關系曲線無突出變化時，可參照歷年水位流量關系曲線作高水延長。延長時將歷年和本年水位流量關系曲線合繪在一起，按歷年曲線趨勢，參照本年斷面沖淤、流速和比降變化情況，向上延長。”

收集景村站1966年7月27日、1977年7月6日、1996年7月28日、2003年8月26日等典型洪水水位流量關系，并將這些點據和根據臨近年份實測流量制作的2017年中、低水報汛曲線點繪在一張圖紙上，按照《水文資料整編規范》（SL247-2012）第4.4.17條要求對2017年報汛曲線高水進行延長，得到2017年景村站報汛曲線高水關系線。

圖5 涇河景村站歷年實測水位流量關系線和2017年報汛曲線套繪圖

根據上述兩種方法點繪的涇河景村站中、高水水位流量關系曲線，見圖5。可以看出兩種方法點繪的關系線基本吻合，判斷定線合理，能用于報汛工作。

將所定水位流量關系線高水位部分和1966年洪水曲線與調查洪峰流量延長線對比發現：在水位427.00 m時1966年相應過水面積為3683 m2,其水位流量延長線查得相應流量為14700 m3/s；而在2017年相應過水面積為2372 m2，報汛曲線查得相應流量為7950 m3/s,在同一級水位下面積減小了35.6%，流量減小了45.9%。可見景村站水位流量關系變化較大，因此，在以后使用中若發生大洪水，應及時根據實測資料分析其變化并再次修訂。

4 結論

通過對涇河景村站1966年以來河道斷面、水位流量關系變化分析，采用實測糙率、比降計算和歷年曲線趨勢延長兩種方法對該站2017年中、高水段報汛曲線進行了修訂，為景村站準確進行大洪水流量報汛奠定了基礎，為分析景村站水位、流量關系變化起到參考作用。