河床下切对双桥水文站水文测报的影响及应对措施探讨

陈国安

（广东省水文局江门水文分局，广东 江门 529000）

1 概述

1.1 双桥水文站概况

泗合水又（名双桥水）发源于新兴县水台镇，贯穿鹤山市双合镇，全长30 km，流域面积为265 km2，较大支流有侨乡水，侨乡水全长30 km，流域面积为129 km2。泗合水干流设有双桥水文站和吉塘、棠密、板村、布尚等4个雨量站，支流侨乡水设有镇海水库水库站。双桥水文站位于鹤山市双合镇双桥村，地处泗合水下游的干流上，为小河水文站，该站上游水利工程较少，对河流的水文特性影响较小，该站对小流域的研究有重要作用。

双桥水文站于1958年设立，位于广东省鹤山市双合镇双桥村，站址以上集雨面积为131 km2，占泗合水流域总面积的49.4%（不包括侨乡水支流则占96.3%），距离河口4.1 km，多年平均流量为3.51 m3/s。

双桥站测验河段稳定、顺直，平均河宽约50 m，水位高于5.3 m时出现漫滩，河宽100 m，两岸均为沙质土壤，河床为沙质，近年来河段冲淤变化较大。双桥站上下游2 km内河两岸基本为山体、农田，植被覆盖良好。双桥站水尺和自记台位于基本水尺断面右岸，基本水尺断面与流速仪测流断面为同一断面。

1.2 河床下切分析

随着流域经济的快速发展，十几年来，受到人类活动、采砂、河道整治以及“10·9”洪水等因素的综合影响，对双桥站所在河段的水动力和河床演变产生了严重影响，河床出现了新的变化趋势，尤其是受河道整治、采砂活动影响，水文站所在大断面下切严重，下切超过了2.0 m，河床受到严重冲刷，水流变深，河槽容积增大。

通过收集双桥站1965—2018年共54年的实测大断面数据，将其绘制成图，如图1所示。从图1中可以发现，十几年来双桥站所在河道断面河床下切的情况具有以下几个特点：①2006年以前断面有冲有淤，总体上以冲刷为主，但冲刷不大，河床下切较为缓慢，在相同水位下，过水断面面积缓慢增大，断面的深泓线比较稳定，两岸的河床基本保持不变。②水位低于5.0 m时，河水不漫滩，水流归槽集中在0～50 m范围内，2006年以前河槽右岸受水流冲刷，河底高程有升有降，但升降幅度很小。2007年开始，河床开始明显下切，河槽10～40 m范围内平均下切约2.0 m，2015—2018年冲刷更为严重，最大刷深处发生在距离右岸25 m处，刷深达1.1 m。

图1 双桥站1965—2018年实测大断面图

2 河床下切对双桥站水文要素的影响分析

2.1 水位要素

双桥站1965—2018年年平均水位变化情况如图2所示。双桥站无论是年平均水位还是年最低水位，都是经历了先缓慢上升后缓慢下降，2007年开始迅速下降的过程。1965—2006年的年平均水位和年最低水位均处于平稳阶段，从2007年开始年平均水位和年最低水位出现了趋势性地快速下降。年最高水位虽然也出现了下降，但由于每年最大洪水场次不一样，所以年最高水位没有呈现趋势性地下降。

图2 双桥站1965—2018年年平均水位变化情况

2.2 断面面积要素

双桥站2006年及之前的河道测验断面形状变化较小，冲淤不明显，断面过水面积变化不大；2006年后河床被急剧冲刷，河槽加深向河中间略偏移，水位为5.0 m时，2005—2010年断面过水面积增大了7%，主要是主槽下切；2010—2018年河床被冲刷急剧增大，整个河床均明显下切，水位为5.0 m时，断面过水面积急剧增大了51%。

2.3 水位流量关系要素

收集了双桥站1965—2018年的水位流量关系综合曲线资料，从综合曲线的变化可以得出，1965—2006年的综合曲线变化不大，主要是由于河道测验断面的河床没有发生大的变化。

而2007—2018年的水位流量关系曲线都是快速整体向下平移，各级水位均明显向下偏移，说明河道测验断面河槽整体连续下切，主要是受到采沙、河道整治的影响，河床不断下切，过水面积增大，同一水位下流量增大[1]。

从双桥站历年的水位流量关系可以看出，2007年以前水位流量关系稳定，不同流量的水位有增大也有减小，但增减幅度不大，流量为50 m3/s时1965—2006年水位为3.8～4.2 m，流量为100 m3/s时1965—2006年水位为4.8～5.2 m。2007年以后同流量的水位趋势性下降，50 m3/s时水位由2006年的4.10 m下降到2018年的2.46 m，下降了1.64 m；流量为100 m3/s时水位由2006年的4.83 m下降到2018年的3.25 m，下降了1.58 m，各级流量条件下水位下降的幅度在1.5～1.7 m。2007年以来，因采沙、河道整治而造成的水位下降幅度约为1.6 m。

3 河床下切下双桥站水文测报应对措施探讨

3.1 水文测验方面

水位测验应对措施：双桥站年最低水位逐年下降，2006年实测年最低水位为2.16 m，到2018年实测年最低水位已下降到0.35 m，原有的水位观测设施已不满足要求。为满足水位观测、记录的需要，增设了观测水尺，加深了观测水井，2018年新增雷达水位计，确保今后低水正常记录[2]。

流量测验应对措施：受河道测验断面下切影响，水位流量关系曲线整体往下偏移，且水位流量关系变得复杂，需要调整和增加流速测验垂线数目，增加流量测验数量[3]，需要采用先进在线测流仪器。

河道断面测验应对措施：受断面迅速下切影响，需要增加大断面监测次数，调整和增加大断面测验垂线数目[3]。另外需要对右岸缆道房基础和上下游堤围进行加固，防止发生大洪水时缆道房、堤围出现险情。

3.2 水文资料整编方面

在水文资料整编方面，水位摘录、流量资料还是按原有的方法整编[4]，但水位流量关系的变化、流量测验数量的增加、河道大断面测验次数的增加等大大增加了整编的工作量，整编工作方式需要作出调整。

3.3 水文报汛方面

双桥站水位原有方式是通过浮子式水位计和遥测系统实现自动测报，但存在低水测不到的情况，因此2018年新增了雷达水位计，流量数据还是按照水位-流量关系的方式来实现自动测报。

4 结语

近十几年来，双桥水文站因河道采砂、河道整治等因素河床下切，使得水位、过水断面面积、流量等水文要素发生了很大变化。测验断面出现了非天然影响因素，致使年最低水位突然产生连续性急剧下降趋势，该站水文要素的变化使得资料序列的一致性受到很大影响，为今后的利用增加了难度[5-6]。原有的水文测报、整编、报汛方案均需做适当修改，经过分析研究后决定，通过增设观测水尺、加深观测水井、安装雷达水位计、加固缆道房和堤围等方式，保证水文要素的全面自动监测、报汛和整编。