潜山站大断面冲淤变化分析

焦显松

潜山站大断面冲淤变化分析

焦显松

一、概述

（一）测站简介

潜山水文站位于潜山县城以西，安太公路大桥下300m潜水左岸，属长江流域皖河水系，地理坐标为东经116°05'～116°33'，北纬 30°38'～30°46'。流域集水面积984km2。

本流域属浅山区，降雨量丰沛。雨量主要集中在汛期，5～9月降水量占年降水总量的67%。流域多年平均降水量为1400mm，年最大降水量为2373.2mm，历年最小降水量为917.5mm。

历年最高洪水位31.82m，最低水位为河干，多年平均水位为28.46m。历年最大流量4600m3/s,最小流量为0，常用临时曲线法和连时序法推求流量。

历年最大蒸发量为1695.2mm，年最小蒸发量为760.7mm，多年平均蒸发量为1372.6mm。年最大输沙率为11300kg/s，年最小输沙率为0，多年平均输沙率为14.0kg/s，5～9月悬移质输沙率占全年悬移质输沙率的94.3%。年最大径流量17.05×108m3，年最小径流量3.13×108m3,多年平均径流量为 8.41×108m3，5～9月径流量占全年径流量的86.5%。

（二）测验河段及其附近河流情况

测验河段顺直，断面近似于矩形，最大河宽400m。沙质河床，局部冲淤不定，低水时期无固定河槽，水位28.5m开始漫滩，两岸沙质圩堤，块石护坡，上游300m有安（庆）太（湖）公路大桥1座，断面上游7.5km处，左岸有幸福河大闸，右岸有五半河大闸，断面上游1km处，右岸有红旗闸。低水影响断面水位较显著。河床因受到经常性冲淤，加上人类对河道的大量采砂，河床下切较大，测验断面稳定性较差。

二、大断面冲淤变化分析

（一）样本资料的收集

样本收集主要是1965～2009年实测大断面资料，同步收集发生大洪水（1969年、1983年、1991年、1996年、1999年）实测大断面资料及实测水位流量点据。

（二）实测大断面多年冲淤变化分析

通过点绘1965～2009年潜山站实测大断面可知,1969年河床平均河底高程为28.09m,2009年河床平均河底高程为26.70m，45年间河床平均下降1.39m。系列年中实测大断面数据以5年为一个统计样本组，统计分析该站实测大断面多年平均河底高程变化情况（见表1），上个世纪60年代中期至上个世纪70年代末总体呈现冲刷态势，近15年间河床多年平均河底高程下降0.44m，70年代末至80年代早期河床总体呈现淤积态势，近5年间河床多年平均河底高程淤积0.51m，从上个世纪90年代早期开始河床河底高程的变化情况受人类采砂活动的影响较大，河床下切速度加快，至本世纪10年代中期，近15年期间河床多年平均河底高程下降1.03m,冲於变化保持相对稳定的时间段为上个世纪80年代早期至90年代早期，河床多年平均河底高程仅仅下降0.19m。

系列年中以1996年为分界点，1965～1996和1996～2009年为2个统计样本组，点绘历年实测大断面变化趋势，河床多年平均河底高程为27.49m,第一个统计样本组位于河床河底高程多年平均线以上，总体态势为淤积。相对于河床河底高程多年平均线，该统计样本中局部年份最大淤积高为0.71m(1991年)，最小淤积高为0m(1996年)。此段统计样本中1991年以前，河床总体呈现淤积态势，局部年份冲淤相互交替。河底多年平均高程第二个统计样本组位于河床河底高程多年平均线以下，总体态势为冲刷。河床下降趋势实际上开始于1991年，1991年以后，将相邻年份河床平均河底高程作对比分析。河床河底高程变化过程为：1991～1995年以冲为主，河床平均下降为0.43m；1995～1996年断面略呈淤积态势；冲刷为主的过程延续到2002年；随着2002年潜水两岸堤防加固工程的结束，人类取砂活动将会停止；2002～2009年以轻度淤积为主。

2个统计样本组中河床河底平均高程变化趋势表现出不同的变化特征，前一个样本数据组河床河底平均高程出现2峰2谷的交替变化趋势，2峰出现在1983年前后和1991年前后，2谷出现在1974年前后和1985年前后；而后一个样本数据组河床河底平均高程却出现总体单边下切的态势，单边下切的原因主要受人类采砂因素影响。

（三）典型年大断面冲淤变化分析

1.典型年汛前、汛后实测大断面冲淤变化分析

统计该站发生较大洪水的1969年、1983年、1991年、1996年、1999年共 5年的汛前及汛后实测大断面资料，做典型年大断面冲淤变化分析。

1969年汛后大断面与该年度汛前大断面比较，河床冲刷主要分布在起点距22.4～140m之间，以起点距88.1m附近为例，汛前河底高程为27.86m，汛后河底高程为27.18m，点下降幅度为0.68m。淤积主要分布在起点距140～320m之间，以起点距217.7m处为例，汛前河底高程为28.22m，汛后河底高程为29.00m，点淤积幅度为0.78m。

1983年汛后大断面与该年度汛前大断面比较，河床冲刷主要分布在起点距29.7～110.0m之间，以起点距40.8m附近为例，汛前河底高程为29.47m，汛后大断面河底高程为28.50m，点下降幅度为0.97m；淤积主要分布在起点距110～370m之间，以起点距352.6m处为例，汛前为28.52m，汛后河底高程为29.22m，点淤积幅度为0.70m。

1991年汛后大断面与该年度汛前大断面比较，河床冲刷主要分布在起点距42.3～112.7m之间，以起点距104.7m附近为例，汛前河底高程为28.40m，汛后大断面河底高程为27.80m，点下降幅度为0.60m；淤积主要分布在起点距112.7～352.6m之间，以起点距285.0m处为例，汛前为28.50m，汛后河底高程为28.90m，点淤积幅度为0.40m。

1996年汛后大断面与该年度汛前大断面比较，河床总体呈现淤积态势，以起点距270.0m处为例，汛前为27.80m，汛后河底高程为28.20m，点淤积幅度为0.40m。

1999年汛后大断面与该年度汛前大断面比较，河床冲刷主要分布在起点距100.0～263.0m之间，以起点距132.0m附近为例，汛前河底高程为27.60m，汛后大断面河底高程为27.30m，点下降幅度为0.30m；淤积主要分布在起点距40.0～100.0m之间，以起点距60.0m处为例，汛前为24.70m，汛后河底高程为26.80m，点淤积幅度为2.10m。

以上统计分析显示，在1969年、1983年、1991年等3年的典型年汛前、汛后实测大断面资料中，大断面河底高程呈现下切态势的位置基本位于起点距22.4～140.0m之间，淤积主要位于起点距140.0～370.0m之间，而1996年整年度呈现淤积态势，1999年下切位置由汛前的河左岸偏移至河中央，位置由汛前起点距44.1～86.1m偏移至汛后起点距100.0～263.0m之间。

表1 潜山站实测大断面多年平均河底高程变化分析表

表2 典型年相邻场次大洪水最低河底高程变化分析表

2.典型年相邻场次洪水最低河底高程变化分析

统计分析典型年最大洪水和临近场次洪水，每典型年分别挑选2场次（表2）做对比分析。

典型年中统计样本中除1991年外，相邻2场次洪水中最低河底高程均表现为淤积，淤积幅度最大的为0.08m（1999年），相对应的平均水深差值为0.75，两者比值为10.6%；淤积幅度最小的为0m（1969年）。典型年中水位保持基本相等的不同年度的2场次最低河底高程的变化也较大，如690714和830705，2场次洪水的水位差值为0.06m,平均流速差值为 0.58（m/s）,最大流速差值为 0.97m，河底高程下降0.47m，相对应的平均水深差值为0.39m,两者比值为121%。

1999年冲刷主要在河左岸，冲刷深度相对于河床相对稳定的2005年河床低2.2m；冲刷宽度分别为31.2m,冲刷面积分别为68.6m2,当高水发生时，此冲刷面积只占总过水面积较小，以19960702号洪峰过水面积为对比标的，该冲刷面积分别占该场次峰顶洪峰过水面积的6.3%。

三、结语

潜山站大断面分析成果显示，多年河床河底平均高程总体态势为淤积发生的年代主要是在上个世纪1965～1996年，最大淤高为0.71m(1991年)，最小淤积高为0m(1996年)。1991年以前，河床总体呈现淤积态势，局部年份冲淤相互交替。1991年以后呈现单边下切的现象。单边下切的原因主要受人类采砂因素影响。

受冲淤变化影响的流量关系如果不经过很好的校正的话，水位流量关系点据群散乱无章，这又为该站的洪水预报方案提出一个新的课题，那就是如何将受冲淤变化影响作为预报校正因子应用到洪水预报中去，这项问题的解决还有待于在以后的工作中探索研究

安徽省安庆市水文局 246003）