松花江洪水對嫩江大賚站水位流量關(guān)系頂托影響分析

盛濱龍，盛長濱，蘭金生，王 海，閆法森

（1.吉林省大安市水資源辦公室，吉林 大安 131300；2.吉林省白城市水文水資源局，吉林 白城137000）

1 流域概況和測站特性

嫩江為松花江的北源，發(fā)源于大興安嶺山脈的伊勒呼里山南麓，自北向南流，在黑龍江省肇源縣境內(nèi)的三岔河與第二松花江匯合，流入松花江。河道全長1370 km，流域面積29.7×104km2，河道比降一般在0.1%～0.004%范圍內(nèi)；大賚站位于嫩江下游，地勢平坦，水流平緩，屬寬淺型河流，距離嫩江與第二松花江交匯處45 km,為嫩江下游控制站，比降較小，斷面穩(wěn)定。

2 影響大賚站水位流量關(guān)系因素

實測流量是洪水波和河槽調(diào)蓄作用綜合影響的結(jié)果。水位流量關(guān)系線變化特征是各種水力因素對流量影響的具體表現(xiàn)。在測站控制穩(wěn)定條件下，影響大賚站水位流量的因素可歸納為兩類：第一類是受上游洪水漲落因素；第二類是遭遇下游洪水回水頂托因素。一般情況下兩種影響因素同時存在。

3 水位和流量過程對比

2010年8月第二松花江發(fā)生了特大歷史性洪水，洪水峰高量大，持續(xù)時間長。而嫩江流域進入汛期沒有明顯大的降水過程，都是低水運行。從7月中旬開始水位、流量與扶余同步上漲，但是從7月29日大賚站流量出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，開始減小，到8月5日達到最小值，這些變化都與比降密切相關(guān)。見表1，其中水位、流量為日平均值，比降為實測瞬時值。

表12010年水文過程與水文特征值對照表

2010年洪水水位過程對比，2010年流量過程對比見圖1、圖2。結(jié)合圖1和圖2，可以看出，在7月27日到7月29日，大賚站和扶余站上下游水位流量同步上漲，比降增大。當大賚水位達到125.65 m流量918 m3/s時，流量開始減小，也就是說：當大賚站達到流量918 m3/s扶余站流量1270 m3/s時開始受下游頂托作用。大賚站水位升高流量在減小，比降由0.0253%減小到0.0015%，到8月5日流量184 m3/s、比降0.0015%達到最小值，這一過程可以看出：大賚站8月5日出現(xiàn)最小流量與扶余站出現(xiàn)洪峰幾乎同時。隨著下游水位回落流量減小，大賚站的比降增大流量開始加大。進一步表明：頂托影響隨著下游水位或流量達到最大而逐漸減弱。

圖12010年洪水水位過程對比表

圖22010年流量過程對比表

對比圖1和圖2，大賚站的流量不是隨水位增高而增大，相反逐漸減小，水位降低時流量卻增大，主要是受頂托影響。這種水位流量對應(yīng)關(guān)系的改變，導(dǎo)致最高洪峰水位對應(yīng)的洪峰流量最小，即下游水位越高下泄能力越弱，頂托影響越嚴重?？傊@種水位過程相同而流量過程相反的表現(xiàn)形勢就是頂托效應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)果。

4 水位流量關(guān)系線趨勢分析

對于嫩江下游出口控制站，因為下游水量的變化一般是緩變的，下游回水的頂托引起的比降變化亦是緩變的。因此，受變動回水影響時流量和各水力因素都是漸變的。時序繩套水位流量關(guān)系曲線由dH/dQ決定走向，見表2。2010年水位流量關(guān)系曲線見圖3。

對照圖3，頂托從②線A點水位125.65 m開始：

②線AB段：dH/dQ＜0水位升高流量減小，受下游回水頂托，比降逐漸減小，達到最小值0.0015%，流量出現(xiàn)最小值184 m3/s。此時扶余站出現(xiàn)第一次洪峰。

BC段：dH/dQ＞0水位升高流量增大，不受回水頂托，與正常落水線偏右不同的是水位不降反升，水位上漲時流量增大。

表22010年大賚站水位流量關(guān)系特征統(tǒng)計表

圖32010年水位流量關(guān)系曲線圖

③線CD段：dH/dQ＜0水位減小流量增大，這是一個與下游同步的過程，也就是隨著頂托的減弱，流量要回歸到原來的范圍內(nèi)。

④線DE段：dH/dQ＞0，水位升高流量增大，水位下落過程中又一次上漲。

EF段：dH/dQ＜0水位升高流量減小，又一次受頂托影響，此時扶余站出現(xiàn)第二次洪峰。

⑤線FG段：dH/dQ＜0水位減小流量增大，下游扶余站洪水消退，頂托影響減弱，水位下落流量增大。

5 結(jié)語

以上分析說明：洪水遭遇產(chǎn)生的回水頂托影響，是復(fù)雜的洪水演變過程，水位流量關(guān)系線并不依賴于水位漲流量就大，水位落流量就小的規(guī)律。而是落差大的流量變化大，落差小的流量變化小?？梢姡冉德洳钭兓怯绊懩劢筚l站2010年水位流量關(guān)系的主要因素。因此，不失時機收集比降資料，了解比降落差變化情況，合理確定頂托影響時機是分析研究受變動回水影響水位流量關(guān)系的重要方法。