北運(yùn)河楊洼水文站水文數(shù)據(jù)分析

楊海龍

【摘 要】對(duì)北運(yùn)河楊洼水文站2017年水位、流量、出境水量、降雨量等水文數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，運(yùn)用excel數(shù)據(jù)擬合曲線分析，得出歷年水位流量變化曲線。對(duì)楊洼站典型暴雨進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為上游調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐，確保下游防洪安全。

【關(guān)鍵詞】楊洼水文站；水位流量；典型暴雨

北運(yùn)河是流經(jīng)北京市東郊和天津市的一條河流，為海河的支流。干流通州至天津也即京杭大運(yùn)河的北段。古稱白河、沾水和潞河。其上游為溫榆河，源于軍都山南麓，自西北而東南，至通州與通惠河相匯合后始稱北運(yùn)河。發(fā)源于北京市昌平區(qū)及海淀區(qū)一帶。向南流入通州區(qū)，在通州區(qū)北關(guān)上游稱做溫榆河。然后流經(jīng)河北省香河縣、天津市武清區(qū)、在天津市大紅橋匯入海河。北京市界內(nèi)全長(zhǎng)89.4公里，流域面積4293km2，承擔(dān)著北京城區(qū)90%的排水任務(wù)，是北京市主要的排水河道。隨著通州成為北京城市副中心，北運(yùn)河防洪安全變得更為突出和重要。楊洼閘作為北運(yùn)河在北京市境內(nèi)最后一座控制性水工建筑物，楊洼水文站目前作為北運(yùn)河管理處唯一的水文站，其提供的水文數(shù)據(jù)為京津冀三省市的防洪安全、北運(yùn)河流域的防汛調(diào)度、水資源的合理利用提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

一、概況

楊洼攔河閘是北運(yùn)河在北京市境內(nèi)最后一座控制性攔河建筑物，楊洼水文站坐落于此，楊洼水文站成立于1989年7月，站址位于北京市通州區(qū)西集鎮(zhèn)楊家洼村村南，距北關(guān)分洪樞紐約48公里，距榆林莊閘約16公里，區(qū)域地理坐標(biāo)北緯39°36′～40°02′，東經(jīng)116°32′～116°56′。測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、降水量、水文調(diào)查、目測(cè)冰情。在京津冀三省市防汛抗旱工作中發(fā)揮著重要作用，主要為防洪排澇、水文、水資源開發(fā)利用等收集基礎(chǔ)資料。

該站測(cè)驗(yàn)河段長(zhǎng)1200m、矩形斷面，河床地層以各類砂土層和黏性土層為主，分布（15m）由淺至深依次為淤泥質(zhì)砂2.7m、含細(xì)粒土砂3.3m、級(jí)配不良砂4.8m、低液限黏土4.2m。左右岸均為干砌石護(hù)坡，坡比1：2.5；斷面在洪水期沖於變化較大，由于下游河北香河王家擺橡膠壩影響，平水期淤積嚴(yán)重，斷面最大寬度160m，無(wú)漫灘、回水、分流、串溝等。實(shí)測(cè)最高水位14.85m；出現(xiàn)日期1994年7月13日；相應(yīng)流量870m3/s。實(shí)測(cè)最大流量884m3/s；出現(xiàn)日期2016年7月20日；相應(yīng)水位13.81m；施測(cè)方法（浮標(biāo)）。

二、楊洼水文站數(shù)據(jù)分析

楊洼站自建站以來(lái)，對(duì)水文數(shù)據(jù)進(jìn)行不間斷的監(jiān)測(cè)和分析，特別是遇較大洪水時(shí)，對(duì)楊洼攔河閘加密測(cè)次，努力做好洪峰、洪量和洪水過(guò)程線的收集整理工作。

根據(jù)楊洼水文站觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)excel，繪制流量分布曲線圖。如圖1所示，楊洼水文站2017年逐月平均流量分析表明，該年最大流量為6月23日的246m3/s；最小流量為6月16日的0.00m3/s；全年平均流量為26.6m3/s。圖2所示全年平均徑流量為8.723*108m3。

通過(guò)對(duì)2017年7月份日平均流量進(jìn)行excel擬合曲線分析，Y=-0.5697X+54.028，R2=0.0535。

通過(guò)對(duì)2017年8月份日平均流量進(jìn)行excel擬合曲線分析，

Y=0.063X+48.47，R2=0.000。

三、楊洼站典型暴雨洪水分析

（一）北運(yùn)河地質(zhì)條件

北運(yùn)河流域位于華北平原的最北端，流域中山區(qū)面積較小，包括丘陵面積約1000km2，處于山前迎風(fēng)坡的有利地形，受大氣回流的影響，年降水量高于全市均值。平原地區(qū)屬于永定河沖洪積扇的一部分，形成西北部高東南部低的特殊地形，有利于暴雨的形成，是北京市的暴雨中心多發(fā)區(qū)之一。山前區(qū)坡度較大、植被差，如遇暴雨極易發(fā)生山洪，山區(qū)與平原區(qū)地區(qū)地形變化短，高差大，坡陡流急，山區(qū)洪水大量涌入平原。

（二）北運(yùn)河流域降雨特征

北運(yùn)河流域?qū)儆诖箨懶约撅L(fēng)氣候，流域多年平均降雨量為582mm。1999年以來(lái)遭遇連續(xù)9年干旱，年平均降雨量為435mm，比多年平均減少25%。降雨量年內(nèi)年際間分配不均勻，75%-85%降雨集中在汛期，且多集中在7、8月間的幾場(chǎng)大暴雨，易形成洪峰，且具有峰高、量大、流急的特征。

（三）2012年7.21楊洼站降雨分析

2012年7月21日9時(shí)至22日4時(shí)，受東移南下的冷空氣和西南氣流的共同影響下，全市范圍普降大暴雨，局地出現(xiàn)特大暴雨。這場(chǎng)暴雨，總歷時(shí)19小時(shí)，主要集中在21日14時(shí)至22日4時(shí)的14個(gè)小時(shí)，全市平均降雨量達(dá)170毫米，城區(qū)平均215毫米，是新中國(guó)成立以來(lái)的最大降雨。受此影響，午后北運(yùn)河流域開始出現(xiàn)大暴雨，平均降雨量179.1毫米，北運(yùn)河管理處自有雨量觀測(cè)點(diǎn)最大降雨量為泗上閘管理所223.4毫米。降雨最大點(diǎn)為海淀羊坊閘257.0mm，楊洼站實(shí)測(cè)降雨量173.0mm，小時(shí)最大雨強(qiáng)81.0mm。如圖5所示，上游最高水位13.80m，下游最高水位13.79m，實(shí)測(cè)最大流量844m3/s，下泄水量7724萬(wàn)方。

（四）2016年7.20楊洼站降雨分析

2016年7月，受黃淮氣旋北上的影響，從19日凌晨開始至20日夜間，北京出現(xiàn)大暴雨過(guò)程，全市平均降雨量212.6mm，城市平均274mm，最大降雨點(diǎn)門頭溝東山村453.7mm；北運(yùn)河流域平均降雨254.3mm，最大降雨點(diǎn)海淀溫泉391mm，最大小時(shí)雨強(qiáng)海淀溫泉79.5mm，整個(gè)降雨過(guò)程楊洼站實(shí)測(cè)降雨量132.4mm（19日30.3mm，20日90.5mm，21日11.6mm）；如圖6所示，上游最高水位13.80m，下游最高水位13.78m，實(shí)測(cè)最大流量884m3/s，下泄水量9236萬(wàn)方，此次洪水行洪歷時(shí)達(dá)63小時(shí)。

（五）兩次強(qiáng)降雨過(guò)程中，楊洼閘管理所均按照上級(jí)防辦要求，提前滕庫(kù)，使楊洼閘閘前水位降至最低，但洪峰到達(dá)后楊洼水文站水位均達(dá)到10年一遇水位。具體原因分析如下：

1.楊洼攔河閘作為北京市下游最后一座控制性水工建筑物，下游1公里外，為河北省香河縣，其防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇標(biāo)準(zhǔn)，隨著2006年楊洼閘重建后，標(biāo)準(zhǔn)由20年一遇提高至50年一遇洪水設(shè)計(jì)，100年一遇洪水校核。洪水到達(dá)楊洼閘后洪水不能充分下泄，兩處防洪標(biāo)準(zhǔn)的差異導(dǎo)致楊洼閘防洪功能未能充分發(fā)揮。同時(shí)為減輕河北省的行洪壓力，北運(yùn)河防辦進(jìn)行合理錯(cuò)峰，充分利用北關(guān)分洪閘使洪水從運(yùn)潮減河分向潮白河。

2.行洪障礙多，洪水下泄不暢暴雨在行洪過(guò)程中，因北運(yùn)河河道下游疏于疏浚，致使其淤積嚴(yán)重，洪水下泄不暢，尤其是運(yùn)潮減河和北運(yùn)河潞灣橡膠壩以下，洪水下泄不暢。據(jù)初略測(cè)量估算，運(yùn)潮減河淤積量達(dá)54萬(wàn)m3，河道平均淤高1m，導(dǎo)致如按照分洪方案進(jìn)行分洪，實(shí)際過(guò)流減小，使北運(yùn)河下游行洪壓力加大。潞灣橡膠壩以下至榆林莊閘估算淤積量達(dá)35萬(wàn)m3，導(dǎo)致該段河道水位超過(guò)20年一遇洪水時(shí)，高水位持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

3.北運(yùn)河下游通州段受歷史遺留問(wèn)題的影響，一些灘地內(nèi)樹木較多，灘地過(guò)水后一些樹木倒伏隨洪水下泄，致使榆林莊閘和楊洼閘閘前均有卡樹現(xiàn)象發(fā)生，致使河道行洪不暢，洪水難以順利下泄。

四、結(jié)語(yǔ)

近兩年隨著北運(yùn)河和潮白河綜合治理的開展，對(duì)北運(yùn)河河道進(jìn)行了疏浚，北運(yùn)河的堤防進(jìn)行了有效的加固，溫榆河全段提防等級(jí)提升至50年一遇標(biāo)準(zhǔn)。北運(yùn)河防辦也與河北和天津兩地進(jìn)行積極對(duì)接，信息共享，及時(shí)溝通，使北運(yùn)河的洪水能夠安全下泄，水資源也得到更好的利用。隨著河長(zhǎng)制的實(shí)施，北運(yùn)河河道內(nèi)違章違建違法種植等問(wèn)題正在逐步解決。目前北運(yùn)河正在建設(shè)尹各莊蓄滯洪區(qū)可蓄滯洪水900萬(wàn)方；延芳淀濕地公園正在設(shè)計(jì)當(dāng)中。相信北運(yùn)河將以更完善的指揮體系、更科學(xué)的指揮平臺(tái)、更合理的洪水調(diào)度、更高要求的防汛標(biāo)準(zhǔn)，打好北運(yùn)河流域防洪調(diào)度攻堅(jiān)戰(zhàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]凌云.隆安水文站水位流量關(guān)系變化分析.《中國(guó)水運(yùn)（下半月）》 ， 2015 ， 15 （7） ：198-199

[2]付春梅，吉利娜，白文榮.北運(yùn)河安全度汛與突發(fā)事件應(yīng)急處理[J].北京水務(wù)，2010（6） ：37—38.

[3]付春梅.北運(yùn)河雨洪利用應(yīng)用分析.2005年城市防洪與排水學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集：76—78.