深圳市布吉河草埔站水文特性分析

常魯寧，鄒 舟，徐勒銘，吳 杰

（長江中游水文水資源勘測局，武漢 430012）

1 布吉河河流基本情況

布吉河位于深圳河的上游，發(fā)源于黃竹瀝，是深圳河的一級支流。干流起點(diǎn)為水徑水、塘徑水的匯合處——布吉鎮(zhèn)牛嶺嚇，河流自北向南流經(jīng)布吉鎮(zhèn)、羅湖草埔工業(yè)區(qū)、筍崗滯洪區(qū)、羅湖商業(yè)區(qū)，在漁民村處匯入深圳河。河流全長10km，河床比降為3.2‰，流域面積為63.4km2，其中城鎮(zhèn)面積為38.5km2，蓄水工程控制面積為13.2 km2。河口受潮水的影響較大，感潮河段長度約2.7km，有9條支流（水徑水、塘徑水、大芬水、蓮花水、大坑水庫排洪河、高澗河、清水河、筆架山河、羅雨干渠）自上而下依次匯入布吉河。

布吉河草埔站河流屬南亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候，雨量豐沛而集中。4～10月份為汛期，其中4～6月份為前汛期，7～9月份為后汛期。主要受災(zāi)害性臺風(fēng)及熱帶低壓槽影響，常伴有暴風(fēng)雨。布吉河河道短，使其具有產(chǎn)流快、匯流時間短的特點(diǎn)。形成洪峰流量大，導(dǎo)致河水暴漲暴落。

2 草埔站斷面特性與主要觀測項(xiàng)目

布吉河草埔站流量斷面位于草埔嚇屋村草埔大廈旁，其上游約1km為布吉河支流徑水和大芬水的交匯處，其下游約5km處為羅雨泵站。

本站為布吉河干流中游控制站，為不受潮汐影響的天然河道站。測驗(yàn)河段順直，低水水面寬8m，河道底坡變化平緩，為渠化河道。兩岸邊坡為混凝土護(hù)坡，岸坡及河底均經(jīng)過整治，斷面下部為深約1 m的矩形，以上為不等邊梯形，右岸頂高程約18.3m，左岸頂高程約17.6m，為梯形式河床。斷面處水流較急，下游彎道附近及以下河段水面較寬，水流相對較平緩，河床穩(wěn)定，主泓一般在中泓及左右范圍內(nèi)擺動。2006年上半年在河床底部兩側(cè)各建一矮墻（排污通道），高約1.5m，并在距本斷面上游約400m處興建一座翻板閘，常年基本未關(guān)閉，2011年上半年已經(jīng)拆除。斷面下游4km處為筍崗滯洪區(qū)，滯洪區(qū)至斷面下游1km為箱式河道。本站主要觀測項(xiàng)目有降水量、水位、流量、懸移質(zhì)泥沙等。

3 草埔站歷年水文要素特性分析

3.1 降雨

布吉河地域?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)海洋性氣候，雨量豐沛而集中。每年的4至9月為雨季，10月至次年3月為旱季，多年平均降雨量約2 000mm，降雨量在年內(nèi)或年際間時空、地域分布極不均勻，如2008年比2011年的降水多了5成。

臺風(fēng)是影響布吉河流域最大的災(zāi)害性氣候，臺風(fēng)出現(xiàn)的時間一般在5～10月，7～9月最為頻繁，并造成洪澇災(zāi)害。然而也有較少的時候出現(xiàn)在4月份的情況，如2008年4月19日的第一號臺風(fēng)“浣熊”，引起的暴雨導(dǎo)致布吉河草埔站出現(xiàn)了2006～2012年間最大日降水量384mm的情況，具體見表1。

3.2 水位

本站在無降水和無人類活動影響期間，水位漲落隨城市區(qū)間用水規(guī)律變化，一般在11.4～11.5m之間。降雨時則呈現(xiàn)山區(qū)性河流特點(diǎn)，洪水暴漲暴落，峰前漲洪歷時一般0.5～2.5h。一次洪峰過程歷時的長短及水位的高低隨降雨持續(xù)時間及強(qiáng)度而不同，一般在雨停后3～6h恢復(fù)到降雨前水位。年平均水位的大小與年降水總量成正比（見圖1）。在2006～2012年，最高洪水記錄是2008年4月19日出現(xiàn)的14.84m，最低水位記錄是2007年5月31日的11.15m（該水位受人工活動影響）。

表1 布吉河草埔站2006～2012年降水量分配表 單位：mm

圖1 2006～2012年降水量與年均水位對照圖

3.3 流量

本站斷面在無降水和無人類活動影響期間，流量大小隨城市區(qū)間用水規(guī)律變化。流量一般在1～4 m3／s之間。布吉河流程短，降水后匯流迅速，洪水暴漲暴落。草埔斷面水位流量關(guān)系主要受上游來水及城市區(qū)間用水影響，上游來水單一，下游無頂托影響，一般漲水面流量偏大，落水面流量偏小，同級水位的流量相差不大，其水位～流量關(guān)系線為單一線（見圖2）。

圖2 布吉河草埔站水位～流量關(guān)系線圖

從圖2可知，該站水位～流量、流速呈單值關(guān)系，測點(diǎn)與單一線定線的相對誤差一般在10%以內(nèi)，一次洪峰過程持續(xù)歷時及流量變化與水位過程同步；年徑流量的大小與年降水總量成正比。2006～2012年，最大瞬時流量出現(xiàn)在2008年4月19日，流量為242m3／s，與該時期最大日降水量同步，最小瞬時流量出現(xiàn)在2007年5月31日，流量為0.500m3／s。

3.4 懸移質(zhì)泥沙

本站在非降水期間，含沙量來源主要為城市工業(yè)垃圾和生活垃圾等，含沙量變化不大，一般在0.01～0.04kg／m3之間。在降水時含沙量來源主要為城市累積塵土垃圾和上游地表沖刷泥沙。一般情況下一次洪峰過程中含沙量的變化為峰前大于峰后，峰前河水顏色為黑色，峰后河水為偏紅的黃色泥土色。其原因是降水將城市累積塵土垃圾等沖刷到河道并最先到達(dá)斷面，經(jīng)一段時間的沖刷后已基本干凈，后續(xù)的含沙則是上游地表沖刷的泥沙。年內(nèi)含沙量變化為前汛期大于后汛期，由于前汛期的頻繁降水已經(jīng)將城市累積塵土垃圾等基本沖洗完，故后汛期含沙量小于前汛期含沙量。從2006～2012年間看，2011年4月17日出現(xiàn)高含沙量沙過程，最大含沙量為23.6kg／m3，較次大含沙量的2009年3月5日10.2 kg／m3偏大2.3倍。其原因是該年出現(xiàn)連續(xù)半年時間的干旱，城市累積塵土垃圾較多，加上此期間上游河道整治工程正在施工中，恰遇發(fā)生較大降水而形成較大洪峰過程所致。最小含沙量出現(xiàn)在2012年9月13日，含沙量為0.005kg／m3。

4 結(jié) 語

臺風(fēng)是影響布吉河流域最大的災(zāi)害性氣候，暴雨較為頻繁，降雨量在年內(nèi)時空、地域分布極不均勻，雨季4～9月降雨量可占全年降雨總量的80%～90%。本站具有山區(qū)性河流特征，降水后匯流迅速，洪水暴漲暴落。本斷面水位、流量、泥沙主要受臺風(fēng)暴雨降水影響，水位流量關(guān)系呈單一曲線型，即斷面流速、流量隨水位而單值對應(yīng)變化；洪峰過程持續(xù)歷時與水位過程同步；年徑流量的大小與年降水總量成正比；含沙量的變化為峰前大于峰后，前汛期大于后汛期；非降水期間的水位、流量、含沙量變化均不大。