息县水文站断面变化及河道行洪能力分析

息县水文站以上流域位于河南省南部，处于淮河中上游，流域形状呈扇形，地势以南部和西部为高，逐渐向东北倾斜。干流大致呈西—东走向，南岸多为山区，支流众多，北岸以丘陵为主，小部分为平原洼地。流域内建有南湾、石山口两座大型水库和六座中型水库，在浉河和小潢河上分别建有平桥和小龙山两座拦河闸。流域面积10190km2，土壤多为轻粉质壤土、砂壤土和少量粉质黏土，植被较好，侵蚀冲刷不严重。本流域以淮河为界，淮南是亚热带北缘，属于湿润区，淮北是暖温带的南端，属半湿润区。汛期（6～9月）降雨受季风影响，一般每年4、5月份雨量开始逐渐增多，随着江淮流域进入梅雨天气，6月上中旬主汛期开始，7月底8月初相继结束。多年平均年降水量1145mm，50%左右集中在汛期。

息县站以上河道长度255km，测验断面为复式断面，沙质河床，最大河宽2435m。1950年以来，息县站发生最大流量超过5000m3/s 的洪水共9 次，分别发生在1954、1956、1960、1968、1975、1989、1991、2002、2005年。其中，1968年7月15日息县站发生了建站以来历史最大洪水，最高水位45.29m，最大流量15000 m3/s；2005年7月11日，息县站发生了1968年以来最大洪水，最高水位43.33m， 最大流量6340m3/s，为建站以来第四位大洪水。

1991年淮河大水以后，中央加大了治淮投资力度，信阳市加固了10 个圩区，提高了部分河段堤防的防洪标准，铲除了淮干童元、黄郢、建湾3 个行洪区的圩堤和影响淮河干流行洪的阻水工程和其他建筑物，扩大了淮干上、中游行洪通道，使淮河干流上、中游段的行洪能力有所提高。20 世纪90年代以后，随着国民经济和基础设施建设的高速发展，建筑方面对河砂的需求量愈来愈大，淮河河砂开采量也随之增大，开采范围几乎遍及整个淮河上、中游干支流河道，使得河道断面从上而下河床逐年下切， 同级水位断面面积增大。本次用实测资料来分析息县站断面和河道行洪能力的变化情况。

一、断面变化

随着河道上下游河砂的开采，息县站基本水尺断面河床逐年下切，断面变化见图1。比较2007年和1996年，11年期间河床最低点下切深度为3.42m；比较2017年和2007年，10年期间河床最低点下切深度为2.55m；从1996年到2017年，21年期间河床最低点下降了5.97m。断面面积也有所增加，当息县站达到警戒水位（41.50m）时，2007年相对1996年断面面积增加400m2，2017年相对2007年断面面积增加450m2。当息县站达到保证水位（43.00m）时，2007年相对1996年断面面积增加360m2，2017年相对2007年断面面积增加440m2。详见表1。

二、水位流速关系变化

通过对息县站2005年、2010年、2016年3 次较大洪水水位流速关系的对比分析，如图2 所示，2016年与往年相比，关系曲线明显右移，在警戒水位（41.50m）以下时，同级水位情况下断面平均流速增加0.20～0.50m/s 左右。

表1 息县站断面变化分析表

图1 息县站断面变化比较图

图2 息县站水位流速关系变化比较图

三、水位流量关系变化

本次选取了息县站2005年、2007年、2010年、2016年、2017年5 次较大洪水，相应水位流量关系线如图3 所示，比较图中关系线可看出，2017年与往年相比，关系曲线明显右移，在警戒水位（41.50m）以下时，同级水位情况下流量增加800～1200m3/s 左右。

四、息县站河道行洪能力综合分析

图3 息县站水位流量关系变化比较图

图4 息县站历年洪峰水位流量关系曲线图

息县水文站属淮河干流中游丘陵平原区控制站，河道比降较小，受洪水波附加比降的影响较大，左右岸支流众多，大洪水时的水位流量关系比较复杂。因此，用实际洪水过程来确定息县站河道行洪能力的变化，可以从历年综合水位与流量关系的总趋势来进行分析比较。为了分析息县站在2007年以后的行洪能力变化，用1950年～2006年和2007年以后的历年最高水位最大流量组成两个系列，绘制洪峰水位流量关系曲线如图4 所示，由图中比较可看出，2007年以后相对之前的洪峰水位流量关系，关系曲线的中下部偏右（同级水位流量增大）。

五、结论和建议

河道洪水是流域气候条件和下垫面条件综合作用的产物。受自然因素和人类活动的共同影响，近年来息县站控制流域内下垫面及河道状况发生了一定的变化，流域产汇流特性也相应有所变化。本次用实测资料分析认为息县站中低级水位下河道行洪能力有所提高，保证水位（43.00m）以下同级水位流量增大。

近年来淮河上游干支流河道两岸滩地种植了大量林木，相应束狭了河道高洪时的行洪通道；加之2018年以前河道采砂现象严重，主河槽内沟壑连绵，河床糙率特性变化，河槽调蓄作用增强，往往造成初汛洪水起涨时间滞后、峰现时间延长、峰形变缓；由于2007年以后没有实测特大洪水资料的验证，近似认为息县站特大洪水时洪峰水位流量关系曲线的上部基本重合。以上这些情况在水文情报预报和抗洪抢险中需综合考虑、科学运用■