秋浦河流域水文要素統(tǒng)計分析

李 青

（安徽省安慶水文水資源局 安慶 246003）

1 概況

1.1 測站概況

1.2 水利工程概況以及對水文要素的影響

高坦水文站斷面以上流域內大中小型水庫，石臺縣境內有26 座；貴池區(qū)境內有4 座?，F(xiàn)已建設的秋浦河雙豐水電站位于本斷面上游4.3km 處，秋浦河梅村鎮(zhèn)楊棚村境內。其主要工程設施有水力自動翻板壩、沖沙閘、引水渠道、電站廠房和相關旅游設施等。電站裝機容量為3×1600kW，發(fā)電流量為64.23（3×21.41）m3/s，電站平均設計凈水頭為8.8m，多年平均發(fā)電量為1406 萬kW·h，裝機年利用小時數(shù)為2929h，裝機系數(shù)為1.81，水利用率為64%。

近幾年小水電站的發(fā)展給資源經(jīng)濟帶來很大的綜合效益，但同時也給水文測驗工作造成不小的影響。下游水文站測驗斷面短時間內發(fā)生變化，出現(xiàn)一高兩小（水位高、流量小、面積小）、一低兩大（水位低、流量大、面積大）的異常特征，時段穩(wěn)定較短導致時序不明顯，流量施測誤差大，水位-流量關系點分布散亂的情況。

2 水文因子統(tǒng)計分析

2.1 樣本系列采用

樣本分析時間系列采用：降雨量、水位、流量因子時間為1952—2015年；含沙量、輸沙率等因子時間為1952—2015年。

2.2 降雨量統(tǒng)計分析

2.2.1 降水量年內分配

流域多年平均降水量1642.7mm，降水量年內分配不均，主要集中在主汛期。其中1—4月降水量占全年降水量的26.3%，入汛后5—9月占全年降水量63.3%，10—12月占全年降水量的10.4%。年內降雨量最大值主要出現(xiàn)在7月份，降雨量最小值出現(xiàn)在12月份。

2.2.2 降水量年際分配

《中華人民共和國侵權責任法》第八十一條規(guī)定：動物園的動物造成他人損害的，動物園應當承擔侵權責任，但能夠證明盡到管理職責的，不承擔責任；《中華人民共和國侵權責任法》第三十七條：賓館、商場、銀行、車站、娛樂場所等公共場所的管理人或者群眾性活動組織者，未盡到安全保障義務，造成他人損害的，應當承擔侵權責任。因此，在本次案件之中，動物園是否有盡到自己的職責就顯得極為重要了。

降水量年際變化較大，最大年降水量2731.3mm（1954年高坦站）；最小年降水量為998.9mm（1978年高坦站）。豐水期降水量是枯水期的2 倍多。

年降水量的變幅大部分分布在1100～2400mm 之間，秋浦河流域內有幸福村、南源、大演、蘭關、橫船渡、貢溪、磯灘、高坦8 個雨量站。

由秋浦河流域年降水量不同分級區(qū)間統(tǒng)計表（略）可知，年降水量＞2000mm 時間段主要出現(xiàn)在20 世紀90年代，主要年份為1996年、1998年、1999年、2010年等；年降水量＜1500mm 時間段主要出現(xiàn)在21 世紀前期，主要年份為2001年、2004年、2005年、2006年。

以10年作為一個時間段（見表1），秋浦河流域年降水量最大值與最小值的倍比系數(shù)為0.14。

2.3 徑流與泥沙的統(tǒng)計分析

表1 秋浦河流域高坦站分時段多年降雨量統(tǒng)計表

表2 秋浦河流域高坦站分時段多年徑流量統(tǒng)計表

表3 秋浦河流域分時段多年輸沙量統(tǒng)計表

2.3.1 徑流變化

秋浦河流域高坦站分時段多年徑流量統(tǒng)計見表2。

年徑流量極大值前6 位分別19.32 億m3、18.84億m3、18.03 億m3、18.00 億m3、17.60 億m3、16.97 億m3所對應的年份分別為1999年、1998年、1996年、1991年、1983年、1973年。降雨量分別為2363.0mm、1712.6mm、2120.0mm、1976.0mm、2123.9mm、2053.8mm，均出現(xiàn)在20 世紀。20 世紀年徑流量受降水量影響較大，從1960—1996年，年極大值徑流變化呈逐年現(xiàn)遞增趨勢。1996年以后年徑流量受小流域水土保持綜合治理工程影響，在降水量沒有明顯變化的前提下，而徑流量減少趨勢明顯，從圖1 中可以看出。

本站多年平均徑流量11.47 億m3，最大年徑流量為19.32 億m3，最小年徑流量4.900 億m3。

徑流主要來源于降水補給，河川基流較小，洪峰水量集中，漲落急劇，且大小取決于降水的多少，降水-徑流對應明顯。流域內徑流主要以地表水為主，占98%以上。由于秋浦河屬山區(qū)澗溪性河流，源短、流急，匯流速度快，洪峰持續(xù)時間較短。

2.3.2 輸沙量的變化

流域多年平均輸沙量8.24 萬t。分時段多年輸沙量統(tǒng)計見表3。

從區(qū)間分布上看，秋浦河流域的泥沙主要來自中上游區(qū)的高坦站以上，從年內分配上看，5—9月份汛期的輸沙量占全年輸沙量的86.1%左右，其中6月、7月的輸沙量占全年的55.7%，4月、10月的輸沙量占全年的9.7%。

2.3.3 洪水變化

秋浦河流域洪水季節(jié)特點、時空變化與降水一致。從高坦站的洪峰流量過程來看秋浦河洪水變化，歷史洪峰流量極大值前5位分別為：4740m3/s（1890年）、3260m3/s（1931年）、4380m3/s（1948年）、4210m3/s（1998年）、3330m3/s（2002年）；洪峰流量極大值間隔期約為15年左右。受人類活動影響，特別是近10年以來，洪水發(fā)生了一定變化。

圖1 高坦站歷年年徑流量對比圖

圖2 高坦站年降雨與年輸沙量曲線相關圖

圖3 高坦水文站水位～流量關系線圖

從各級流量發(fā)生天數(shù)統(tǒng)計洪水變化情況可以看出，日平均流量在50～400m3/s的有3042d，其中1952—1960年516d，20 世紀60年代445d，70年代337d，80年 代577d，90年 代525d；21 世 紀00年 代420d，2011～2015年 有222d。日平均流量＞400m3/s 共有232d，其中1952～1960年44d，20 世紀60年代23d，70年 代39d，80年 代38d，90年 代54d，21世紀00年代11d，2011—2015年23d，秋浦河大洪水發(fā)生次數(shù)日趨減少，尤其是進入21 世紀后減少幅度較大。從日平均流量在＞400m3/s 量級的綜合統(tǒng)計結果來看，20 世紀70年代出現(xiàn)天數(shù)最多，21 世紀00年代出現(xiàn)天數(shù)最少，說明秋浦河的入江水資源量在減少。

水資源量減少的主要原因：一方面是受降雨因素變化的影響；另一方面是隨著經(jīng)濟發(fā)展工農業(yè)用水的增加。

3 各因素相關分析

3.1年降雨與年輸沙量雙累計關系分析

點繪高坦站年降雨與年輸沙量曲線相關圖見圖2。從圖中可以看出：以1996年為分界點，相關圖下段呈現(xiàn)拋物線形狀，而上段較平坦，曲線斜率發(fā)生了變化，輸沙量呈現(xiàn)減小趨勢。主要原因是1996年大水以后，秋浦河流域各級水行政主管部門廣泛開展小河流治理，加強水土保持等措施影響所致。

3.2 水位流量相關關系分析

根據(jù)《河流流量測驗規(guī)范》（GB50179-93）第6.1.2 條有關規(guī)定，對高坦站水位級進行了劃分，具體數(shù)據(jù)：高水位≥21.71m，中水位為21.71～18.89m，低水位18.89～18.30m，枯水位＜18.30m。

測驗斷面以上來水面積較大，水位中、高水水位流量關系較穩(wěn)定，低水采用臨時曲線法推流。本站現(xiàn)設保證水位26.50m，警戒水位23.50m。根據(jù)1952—2015年61年資料：最大流量為4210m3/s（1998年6月26日），最枯流量為1.29m3/s（1998年6月7日），最高水位為28.14m（1998年6月26日）。

流量采用高水延長的方法推求，經(jīng)分析：1996—1998年測流斷面沖淤變化不大，水位-流量關系點據(jù)密集，曲線趨向明顯，可定為單一線。而且在水位低于26.5m 時的水位流量關系線與1996年6月20日前所用的水位流量關系線完全重合，故采用1991—1998年的實測水位-流量資料綜合定線（圖3），并作高水延長。

經(jīng)誤差分析符合定線要求：水位高于22.00m 實測點據(jù)54 個，誤差小于5%的點占93%。5%～8%的據(jù)點3 個；8%～10%的點據(jù)1 個。符號檢驗u=0.68，適線檢驗u=0.82，均小u1-a/2=1.96（a=0.05）的要求。

從水位流量關系誤差檢驗成果可以看出，除個別年份標準差超標外，其余年份各項檢驗均合格，故水位在22.00m 以上時每年可定成單一線進行推流。

3.3 水土保持對徑流量輸沙量的影響

流域上游的水土流失嚴重，會導致下游徑流量變大，泥沙增多，河床抬高，進而引發(fā)洪澇災害。隨著20 世紀90年代中后期（1996年）水土流失治理面積的大幅增加，堤防建設、河道整治以及水庫工程建設，改變了天然徑流與泥沙特性，流域徑流量輸沙量明顯減少，從根本上減少發(fā)生洪澇的機會。

4 結語

（1）流域降水年內分配不均，主要集中在5—9月，約占全年降水量的63.3%，年際變化較大，梅雨季節(jié)經(jīng)常發(fā)生暴雨；統(tǒng)計參數(shù)的分布規(guī)律為：山區(qū)大于平原地區(qū)。

（2）秋浦河流域輸沙量年內分配不均，主要集中在5—9月，年際變化大，輸沙量近10年呈現(xiàn)減小趨勢。隨著人類經(jīng)濟活動的影響，近年來日平均流量發(fā)生小流量的天數(shù)在增加，秋浦河入江水量也在減小，流域需進一步合理節(jié)約、利用水資源。

（3）隨著社會的發(fā)展，秋浦河流域也面臨著植被破壞、泥沙下泄、水土流失等問題。近年來，相關部門對中小河流治理非常重視，通過努力，在防汛抗洪中，流域建設已經(jīng)有了顯著效果■