平原河流唐河水文站洪水演變過程分析

□王曉森 □馬 達（河南省南陽水文水資源勘測局）

平原河流唐河水文站洪水演變過程分析

□王曉森 □馬 達（河南省南陽水文水資源勘測局）

唐河是平原河流，水位落差比較小，唐河水文站在受到上下游支流匯入的影響時，水位流量關(guān)系曲線呈3種繩套形狀，基本反映唐河水文站洪水變化特性。掌握唐河洪水水位流量變化規(guī)律，就要了解唐河河流的特性，制訂出正確的測驗方法，找準(zhǔn)測流時機，布置測驗次數(shù)，就能測到整個洪峰過程，為唐河干流提供準(zhǔn)確的水情信息。

平原河流；洪水演變；繩套模型

唐河發(fā)源于河南省方城縣七峰山的北柳樹溝，上游由潘河和趙河組成，在社旗縣城南合流后稱唐河。唐河干流全長230余km，流域面積8390余km2。唐河的上游，右岸有桐河匯入，兼有鴨河灌區(qū)尾水排入，左岸有沘河、洪河、梁河及3座中型水庫控制，并有泌陽河匯入及宋家場大型水庫控制，泌陽河系重要來水河流。唐河的下游，右岸有綿延河及澗河匯入，左岸有三夾河、清水河、廖陽河、礓石河匯入，于湖北省襄陽縣雙溝鎮(zhèn)與白河匯合，稱作唐白河，流入漢江。

唐白河流域大部處于丘陵平原地帶，唐河屬于平原河流。唐河水文站是長江流域唐白河水系區(qū)域重點站，典型的平原河流測站，屬國家重點站。觀測項目有水位、流量、降水量、蒸發(fā)量、單沙、輸沙率、水溫、水量調(diào)查等，承擔(dān)國家防總、省、市、縣以及下游的流域機構(gòu)等防汛部門的水情任務(wù)。唐河站位于唐河縣城南右岸，站以上干流河長124.9 km，流域面積4794 km2，河道比降0.0012，測驗河段順直。唐河流域呈扇形，匯流時間短。唐河站下游左岸2.9 km有三夾河匯入，該河高水位時對唐河站斷面水位有頂托影響。

唐河站屬于平原河流站，水位落差比降小，因此受到上下游支流匯入等因素的影響，漲水與落水時同級水位的流量是不相同的，水位流量關(guān)系曲線呈繩套形狀。與山區(qū)性河流相比較，山區(qū)河流水位落差大，漲水與落水的水位落差基本相似，流量變化也不大，所以山區(qū)河流的水位流量關(guān)系曲線（在斷面沒有沖淤變化的情況下）,它是一條單一曲線。這是平原河流的一種特性。

圖1 水位流量關(guān)系曲線圖

根據(jù)歷年測驗資料來看，唐河水文站低水的水位流量關(guān)系曲線是單一曲線，中高水的水位流量關(guān)系曲線呈繩套形狀。唐河站在暢流期間的繩套與受三夾河高水頂托影響時的繩套是不同的。如圖1，我們按照測流測次順序以及流量的變化大小，稱繩套（一）為正繩套，稱繩套（二）繩套（三）為反繩套。

唐河流域呈扇形，匯流時間短，又屬于平原河流，水位落差比較小，河道比降僅有0.0012，唐河水文站斷面上游河段干（支）流匯流漲水時，洪水逐漸向下游傳播，因下游斷面水位低，上游徑流就形成了水頭，水頭不斷拉長，漲水水位落差增大，流速變大，流量偏大；落水時，因河槽蓄滿，落差變小，流速偏小，流量也偏少。在流量測驗過程中，同級水位，漲水時的流量大于落水時流量，如圖繩套（一），平原河流水位流量關(guān)系曲線呈正繩套型狀，這是暢流期唐河水文站測驗斷面水位流量關(guān)系曲線。從測驗角度講，在暢流期，最高水位并沒有出現(xiàn)最大流量，最大流量出現(xiàn)在峰前漲水段（接近最高水位處），因此測流時，在漲水段（接近最高水位時）測最大流量，落水時（接近最高水位時）測控制點流量，如繩套（一）關(guān)系曲線中4～5次流量。那么最高水位就可測可不測了，它相當(dāng)于變化過程中的過渡流量，這也是平原河流的一種特性。

唐河水文站斷面的下游，支流眾多，其中三夾河支流距唐河站測驗斷面僅2.9 km，該河對唐河站測驗斷面頂托影響顯著。當(dāng)三夾河支流漲水且高水位時，唐河站測驗斷面處于暢流期間，上游未漲水或來水量小時，三夾河支流水位高度接近唐河站干流斷面水位高度時，唐河站干流斷面水位流量會逐步受到頂托影響。和唐河干流暢流期間相比，此時唐河站測流斷面水位高，流速流量小，并且水位越高，流速流量越小。當(dāng)三夾河支流水位逐步降落（頂托逐步結(jié)束時），唐河站測驗斷面水位也逐步降落，流速流量逐步變大，逐漸恢復(fù)至?xí)沉鲿r現(xiàn)象。如圖1繩套（二），漲水的流量小于落水的流量，它的水位流量關(guān)系曲線呈反繩套型狀，這時受頂影響的水位流量關(guān)系曲線，雖然干流斷面漲落水時都是正流量，因受下游支流的頂托影響，漲水時高水位測得是小流量，如繩套（二）型中，12～13次流量，都不是最大流量，卻是高水位，所以在受頂托影響時，掌握好水位變化，控制好測流時機，布置合理的測次，才能測得洪峰變化過程。

三夾河支流對唐河站測驗斷面頂托影響中，還有一特殊狀況，河水倒流。這種現(xiàn)象并不常見，一般發(fā)生在三夾河支流流域局部降雨漲水，而唐河站上游無降雨漲水或是漲水時間遲于三夾河支流匯入唐河干流的時間。唐河站測流斷面下游三夾河支流匯入，而唐河干流處于暢流期，當(dāng)三夾河支流匯入水位高于唐河站干流斷面水位時，唐河站斷面水位流量受到頂托影響，使得唐河站斷面有回流，形成負流速負流量。如繩套（三）水位流量關(guān)系曲線，它也是一個反繩套。當(dāng)唐河站下游支流來水接近唐河站干流斷面時，水位升高，流量逐步變小，直至為零。唐河站下游支流來水高于唐河站干流斷面時，形成回流，流量負值，水位越高，負流量越大，當(dāng)回流水位逐步平穩(wěn)不漲時，回流水位也上漲到最高，流速停止，流量等于零，這時，干流斷面水位高度與下游支流匯合口水位高度基本持平。等到支流水位逐步下降，頂托影響也逐步變小，干流斷面水位逐步下降，出現(xiàn)了暢流時的流速，流量正值，水位逐步降落，流速流量逐步增大，直到干流斷面恢復(fù)到暢流時水位流量關(guān)系。如圖1繩套（三）中，16～17次，19～20次流量測驗過程中，河水停滯，流量為零，無法施測流量，只能在河水停滯前后進行測流，所以觀測完整的水位變化，掌握測流時機尤為重要。18測次流量是回流時最大流量，卻是測驗中最小的流量，這是回流測驗的一大特性。

綜合這3種繩套形狀，基本反映了唐河站洪水變化特性。我們要掌握唐河洪水水位流量的變化規(guī)律，就要了解唐河河流的特性，制定出正確的測驗方法，找準(zhǔn)測流時機，布置測驗次數(shù)，就能測到整個洪峰過程，為唐河干流提供準(zhǔn)確的水情。

2011-02-17