松花江洪水对嫩江大赉站水位流量关系顶托影响分析

盛滨龙，盛长滨，兰金生，王 海，闫法森

（1.吉林省大安市水资源办公室，吉林 大安 131300；2.吉林省白城市水文水资源局，吉林 白城137000）

1 流域概况和测站特性

嫩江为松花江的北源，发源于大兴安岭山脉的伊勒呼里山南麓，自北向南流，在黑龙江省肇源县境内的三岔河与第二松花江汇合，流入松花江。河道全长1370 km，流域面积29.7×104km2，河道比降一般在0.1%～0.004%范围内；大赉站位于嫩江下游，地势平坦，水流平缓，属宽浅型河流，距离嫩江与第二松花江交汇处45 km,为嫩江下游控制站，比降较小，断面稳定。

2 影响大赉站水位流量关系因素

实测流量是洪水波和河槽调蓄作用综合影响的结果。水位流量关系线变化特征是各种水力因素对流量影响的具体表现。在测站控制稳定条件下，影响大赉站水位流量的因素可归纳为两类：第一类是受上游洪水涨落因素；第二类是遭遇下游洪水回水顶托因素。一般情况下两种影响因素同时存在。

3 水位和流量过程对比

2010年8月第二松花江发生了特大历史性洪水，洪水峰高量大，持续时间长。而嫩江流域进入汛期没有明显大的降水过程，都是低水运行。从7月中旬开始水位、流量与扶余同步上涨，但是从7月29日大赉站流量出现反常现象，开始减小，到8月5日达到最小值，这些变化都与比降密切相关。见表1，其中水位、流量为日平均值，比降为实测瞬时值。

表12010年水文过程与水文特征值对照表

2010年洪水水位过程对比，2010年流量过程对比见图1、图2。结合图1和图2，可以看出，在7月27日到7月29日，大赉站和扶余站上下游水位流量同步上涨，比降增大。当大赉水位达到125.65 m流量918 m3/s时，流量开始减小，也就是说：当大赉站达到流量918 m3/s扶余站流量1270 m3/s时开始受下游顶托作用。大赉站水位升高流量在减小，比降由0.0253%减小到0.0015%，到8月5日流量184 m3/s、比降0.0015%达到最小值，这一过程可以看出：大赉站8月5日出现最小流量与扶余站出现洪峰几乎同时。随着下游水位回落流量减小，大赉站的比降增大流量开始加大。进一步表明：顶托影响随着下游水位或流量达到最大而逐渐减弱。

图12010年洪水水位过程对比表

图22010年流量过程对比表

对比图1和图2，大赉站的流量不是随水位增高而增大，相反逐渐减小，水位降低时流量却增大，主要是受顶托影响。这种水位流量对应关系的改变，导致最高洪峰水位对应的洪峰流量最小，即下游水位越高下泄能力越弱，顶托影响越严重。总之，这种水位过程相同而流量过程相反的表现形势就是顶托效应产生的结果。

4 水位流量关系线趋势分析

对于嫩江下游出口控制站，因为下游水量的变化一般是缓变的，下游回水的顶托引起的比降变化亦是缓变的。因此，受变动回水影响时流量和各水力因素都是渐变的。时序绳套水位流量关系曲线由dH/dQ决定走向，见表2。2010年水位流量关系曲线见图3。

对照图3，顶托从②线A点水位125.65 m开始：

②线AB段：dH/dQ＜0水位升高流量减小，受下游回水顶托，比降逐渐减小，达到最小值0.0015%，流量出现最小值184 m3/s。此时扶余站出现第一次洪峰。

BC段：dH/dQ＞0水位升高流量增大，不受回水顶托，与正常落水线偏右不同的是水位不降反升，水位上涨时流量增大。

表22010年大赉站水位流量关系特征统计表

图32010年水位流量关系曲线图

③线CD段：dH/dQ＜0水位减小流量增大，这是一个与下游同步的过程，也就是随着顶托的减弱，流量要回归到原来的范围内。

④线DE段：dH/dQ＞0，水位升高流量增大，水位下落过程中又一次上涨。

EF段：dH/dQ＜0水位升高流量减小，又一次受顶托影响，此时扶余站出现第二次洪峰。

⑤线FG段：dH/dQ＜0水位减小流量增大，下游扶余站洪水消退，顶托影响减弱，水位下落流量增大。

5 结语

以上分析说明：洪水遭遇产生的回水顶托影响，是复杂的洪水演变过程，水位流量关系线并不依赖于水位涨流量就大，水位落流量就小的规律。而是落差大的流量变化大，落差小的流量变化小。可见，比降落差变化是影响嫩江大赉站2010年水位流量关系的主要因素。因此，不失时机收集比降资料，了解比降落差变化情况，合理确定顶托影响时机是分析研究受变动回水影响水位流量关系的重要方法。