关于受雍水影响下水文站水位级划分问题的探讨

2017-03-12驻马店水文水资源勘测局

河南水利与南水北调 2017年1期

□□（驻马店水文水资源勘测局）

□汪海洋□孙立中（驻马店水文水资源勘测局）

目前，驻马店水文局离城市较近的水文站均建设有橡胶坝等水利工程。受水利工程蓄水影响，基本断面处水位高居不下，水面比降趋近于0。若按照天然状态下水位级的划分，中高水水位将会经常性出现，不符合常规，给测验方式的选择及水情报汛带来很大麻烦；因此雍水情况下的水位级划分应区别于自然河道状态下的情况。文章通过实例分析计算，力图找出一条解决问题的方法，使得水位级划分更加客观。

雍水；频率；水位级

0 引言

驻马店水文局驻马店水文站是较早受到橡胶坝影响的水文测站，未建橡胶坝前为天然河道，各级水位流量关系较好，表现出水位高流量大的特点。兴建橡胶坝后，该站水位流量关系变化特征并不一致，继续以水位要素确定水位级已明显不合适。为此，文章试利用水文中的另一重要要素流量确定水位级，力图找到较为合适的方法。

1 流域概况

该站是汝河河一级支流练江河上的控制站，流域面积104 km2，属省级重要水文站。流域多年平均降雨量920 mm，多年平均径流量0.30×108m3。

1.1 植被分布情况

下垫面植被有小麦、玉米、大豆、芝麻等，测验断面上游约600 m处种植有果树。测站控制流域10 km以外有山丘区，植被多为常年生灌木类。下垫面80%的耕地种植农作物，植被覆盖率为20%～40%。水土流失不明显。

1.2 土壤分布情况

测站控制流域内山丘区以基岩为主，其余为粘土。土壤透水性能一般。

1.3 水文地质情况

下垫面主要是碎屑岩、侵入岩和变质岩，其余为第四系地层成因类型的中更新统冲积洪积层构成粘性土，孔隙含水岩组形成浅层弱水区，地下水埋深一般在3～5 m。

2 驻马店水文站测验报汛现状

驻马店水文站位于市郊的练江河上，集水面积104 Km2。属于小面积代表站，现有观测项目含降水、水位、流量、水文调查、水质、冰情、墒情。并按照报汛规定段制进行报汛。

现有基本水尺断面、流速仪测流断面；主要测验设施有缆道1座，桥测车1辆，测船1艘，自记井1座；主要测验方式：低水时采用涉水，中水时采用缆道，高水时采用缆道或测船。

该站断面下游兴建橡胶坝后，正常情况下蓄满达到溢流时的水位为72.80 m左右。按照以前的水位级划分，已经属于高水。

橡胶坝蓄水期一般较长，且主要集中在水量小的非汛期。当汛期有较大流量时，为了安全考虑，橡胶坝会塌坝不蓄水。这样的情况将造成无论是水量小的非汛期还是水量大的汛期，都是处于高水位状态，给报汛及水文测验管理带来不便。如何解决此类雍水状态下水位级的划分是值得讨论的事。

目前本站高、中、低水位级的划分如表1所示。

表1 水位级划分及常用测流方案表（单位：m）

3 基本方法

文章提出按照流量进行水位级的划分，采用流量年特征值法进行计算。

频率采用下式计算：

上式各符号含义：p为频率；m为随机变量按大小递减顺序排列的序号；n为随机变量的序列数，≥20。

根据各年瞬时最大流量计算频率和绘制频率曲线，当频率p为90%时，其对应的水位为高水位；根据各年瞬时最小流量计算频率和绘制频率曲线，当频率p为10%时，其对应的水位为低水位；根据各年日平均流量计算频率和绘制频率曲线，当频率p为50%时，其对应的水位为中水位。

4 计算实例

采用驻马店水文站近30 a的流量资料如表2所示。

表2 驻马店水文站的流量表

频率计算结果如表3所示。

表3 流量频率设计值表

由表查得流量设计成果如下：

QM（90%）=18.90 m3/s，Q均（50%）=0.58 m3/s，Qm（10%）= 0.02 m3/s

5 成果分析

按照未建橡胶坝前的历史资料，查水位流量关系综合曲线可知，流量QM（90%）时对应的水位为70.70 m，流量QM（50%）时对应的水位为69.86 m，流量Qm（10%）时对应的水位为69.60 m，分别与未建橡胶坝时采用水位划分的高水、中水、低水接近。从历年资料来看，按照本次流量设计的成果，高中低水出现的天数也属正常，证明通过流量年特征值法寻求水位级划分还是合理的。

通过上述分析计算，驻马店水文站受雍水影响后重新按流量指标划定的水位级如下：高水时流量＞18.90 m3/s，中水时流量介于0.58～18.90 m3/s，低水时流量介于0.02～0.58 m3/s。