飛來峽水庫建成運(yùn)行后連江高道站斷面變化分析

何際斌

（廣東省水文局清遠(yuǎn)水文分局，廣東 清遠(yuǎn) 511599）

眾所周知， 水利工程的建成運(yùn)行對(duì)于天然河道的水文、河床、水環(huán)境、水生態(tài)會(huì)造成很大影響。本文通過分析連江控制站高道站在飛來峽水庫建成運(yùn)行后近20年來的河道斷面實(shí)測資料，研究其變化情況。對(duì)連江洪水預(yù)報(bào)、北江防汛抗旱、北江航運(yùn)安全、水庫下游供水、水庫庫區(qū)河床變化、水庫上下游水資源水環(huán)境變化及水庫防洪安全調(diào)度具有重要意義。

1 概況及其影響

1.1 概況

飛來峽水庫位于廣東省清遠(yuǎn)市清城區(qū)飛來峽鎮(zhèn)境內(nèi)，是一座以防洪為主，兼有航運(yùn)、發(fā)電、水資源調(diào)配及改善生態(tài)環(huán)境功能的綜合利用的大型水利樞紐。 水庫攔腰北江干流，控制流域面積34097km2，占北江流域面積的73%，水庫正常蓄水位為24.00m，總庫容19.04億m3。 水庫自1999年建成運(yùn)行， 到目前為止，已經(jīng)運(yùn)行二十幾年［1］。

1.2 建成后影響

二十幾年來， 飛來峽水庫在防洪減災(zāi)方面發(fā)揮了巨大作用， 同時(shí)也對(duì)上下游的水環(huán)境產(chǎn)生了重要影響。 大壩壩址以上回水地區(qū)已回溯至北江干流英德境內(nèi)的白石窯水庫大壩下游， 滃江干流英德境內(nèi)長湖水庫大壩下游， 連江干流英德境內(nèi)西牛航運(yùn)樞紐大壩下游。庫區(qū)的河床、水資源及水環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了重大改變。 水庫的安全運(yùn)行對(duì)大壩下游的清遠(yuǎn)市主城區(qū)、佛山市主城區(qū)、廣州市主城區(qū)、珠三角地區(qū)乃至粵港澳大灣區(qū)等廣大經(jīng)濟(jì)富庶地區(qū)的防洪安全具有很大影響。

2 連江概況及控制站高道站情況

2.1 連江概況

連江，古稱湟水，又稱小北江，是珠江流域北江水系的最大支流。 連江發(fā)源于連州市星子鎮(zhèn)潭嶺村三姊妹峰，上游干流為星子河，到連州城區(qū)鸕鶿嘴與東陂河匯合后，始稱連江。 連江干流流經(jīng)連州市、陽山縣、英德市等三縣（市），于英德市連江口鎮(zhèn)江口咀匯入北江。 流域面積10061km2， 干流河長275km，平均坡降為0.077%。連江的流域面積占飛來峽水庫集水面積的三分之一，其來水對(duì)庫區(qū)來講具有很大影響。

2.2 連江控制站高道站概況

高道水文站位于清遠(yuǎn)市英德市西牛鎮(zhèn)高道村，控制面積9007km2，是連江的總控制站，占連江總面積的90%， 多年平均徑流量107.8m3， 折合年徑流深1197.4mm，距離飛來峽水庫約50km。 高道站為國家基本水文站，具有降水、水位、流量、蒸發(fā)等測驗(yàn)功能， 河床斷面的變化對(duì)于水文測驗(yàn)及水文預(yù)報(bào)具有重要影響。因此，分析飛來峽水庫建成后高道站斷面的變化意義十分重大［2］。

本文從水文學(xué)、 數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)等方面， 對(duì)高道站2001—2020年近20年的斷面資料進(jìn)行研究分析［3］。

3 連江高道站近20年來河道斷面分析

3.1 河道斷面情況

根據(jù)水文實(shí)測資料， 將高道站從2001—2020年的河道斷面圖繪制在一起［4］，如圖1，單將2001年和2020年兩年的河道斷面圖繪制在一起，如圖2。

從圖1、圖2可以看出：①高道站近20年來河床有不斷下切趨勢(shì)。 ②2001年河底河床明顯在最上面，2019年河床明顯在最下面，2007年河床在右岸（注：起點(diǎn)距0樁在右岸）明顯下切，2003年后河床明顯左傾。③2001年與2020年相比，斷面往左岸下切比較嚴(yán)重，河床變化較大［2］。

圖1 連江高道站2001—2020年河道斷面

圖2 連江高道站2001年和2020年河道斷面變化情況

3.2 從過水面積分析河床斷面的變化

確定河床的變化情況， 通過分析其過水面積是其中的一種方法。但水位變化是不確定的，時(shí)刻都在發(fā)生變化，每次施測大斷面的水位也不一樣，沒有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，采用假定法，選定一個(gè)假設(shè)水位，可以覆蓋20年來施測的所有河道斷面，然后對(duì)這些資料進(jìn)行對(duì)比。 按照水文有關(guān)規(guī)定及統(tǒng)計(jì)方法，選定水位34.00m作為假定水位，左右兩岸對(duì)應(yīng)34.00m的地方利用內(nèi)插值方法進(jìn)行補(bǔ)充， 然后計(jì)算每一年對(duì)應(yīng)的過水面積、水面寬、平均水深、平均河底高程、最大水深及最低河底高程［4］。 如表1。

表1 連江高道站2001—2020年河道斷面統(tǒng)計(jì)分析（以34.00m水位計(jì)算）單位：m

續(xù)表1

將年份及河道過水面積繪制關(guān)系趨勢(shì)變化圖，如圖3，由表1及圖3可知：①飛來峽水庫建成運(yùn)行后，高道站河道斷面面積呈現(xiàn)逐漸增大趨勢(shì)，兩者相關(guān)系數(shù)達(dá)0.70，同一水位情況下面積增大，水面寬在2004年以后基本變化不大，說明河床在不斷下切。②以2010年為界，前10年面積增加較快，后10年則較為平緩。③河道斷面面積最大3760m2（2017年），最小出現(xiàn)在3240m2（2001年），兩者相差520m2，最大是最小的1.2倍。

圖3 連江高道站2001—2020年河道斷面過水面積變化趨勢(shì)（以34.00m水位計(jì)算）

3.3 從水面寬及平均河底高程來分析河床斷面的變化

由圖2、圖3及表1可知，近20年來高道站平均水面寬238m （以34.00m水位來計(jì)算），2004年變化較大之后趨于穩(wěn)定，比之前3年（2001—2003年）偏大8～12m，平均偏離9m。

將年份及平均河底高程繪制成關(guān)系圖［4］，如圖4。由表1及圖4可知：20年來高道站的平均河底高程平均值為23.40m，隨著時(shí)間推移，斷面平均河底高程在前10年總體下切，后10年基本趨于穩(wěn)定。

圖4 連江高道站2001—2020年河道斷面平均河底高程變化趨勢(shì)

3.4 從最低河底高程分析河床斷面的變化

將年份及最低河底高程繪制成關(guān)系趨勢(shì)如圖5。

圖5 連江高道站2001—2020年河道斷面最低河底高程變化趨勢(shì)

由表1及圖5可知：①近20年來，高道站的最低河底高程持續(xù)走低，說明河床在不斷下切。②自2013年以后最低河底高程全面降至14.10m以下 （平均最低河底高程為14.59m），下切更加嚴(yán)重。 ③最低河底高程最高為16.50m（2001年），最低為12.92m（2017年），兩者相差3.58m。

4 結(jié)語

通過分析研究連江高道站在飛來峽水庫建成運(yùn)行后近20年來的河道斷面資料變化情況，可以得知：

（1）從河道過水面積、平均河底高程、最低河底高程都發(fā)現(xiàn)高道站的河道斷面在不斷下切， 前十年下切得比較嚴(yán)重，后十年比較平緩，最低河底高程也不斷走低。

（2）斷面的變化對(duì)于連江流域水文系列資料的影響很大，水位變化直接影響著連江洪水預(yù)報(bào)方案的修改、北江防汛抗旱工作方案的調(diào)整。

（3）河道河床的變化十分復(fù)雜，從高道站的河道變化來看，對(duì)于飛來峽水庫庫區(qū)、連江干流、北江干流的航運(yùn)也有一定影響。

（4）河道變化情況對(duì)于飛來峽水庫庫區(qū)河底變化、水庫上下游水資源、水環(huán)境改變及水生態(tài)影響不小，庫容曲線也可以優(yōu)化調(diào)整。

（5）鑒于飛來峽水庫的安全運(yùn)行影響著下游清遠(yuǎn)市、佛山市、廣州市、珠三角及粵港澳大灣區(qū)等廣大經(jīng)濟(jì)富庶地區(qū)的供水、防洪、抗旱安全，高道站的河道斷面變化在影響水庫蓄水調(diào)水的前提下， 亦可為省、流域、市、縣等水行政主管部門水庫安全調(diào)度提供參考。