秋浦河流域水文要素统计分析

李 青

（安徽省安庆水文水资源局 安庆 246003）

1 概况

1.1 测站概况

1.2 水利工程概况以及对水文要素的影响

高坦水文站断面以上流域内大中小型水库，石台县境内有26 座；贵池区境内有4 座。现已建设的秋浦河双丰水电站位于本断面上游4.3km 处，秋浦河梅村镇杨棚村境内。其主要工程设施有水力自动翻板坝、冲沙闸、引水渠道、电站厂房和相关旅游设施等。电站装机容量为3×1600kW，发电流量为64.23（3×21.41）m3/s，电站平均设计净水头为8.8m，多年平均发电量为1406 万kW·h，装机年利用小时数为2929h，装机系数为1.81，水利用率为64%。

近几年小水电站的发展给资源经济带来很大的综合效益，但同时也给水文测验工作造成不小的影响。下游水文站测验断面短时间内发生变化，出现一高两小（水位高、流量小、面积小）、一低两大（水位低、流量大、面积大）的异常特征，时段稳定较短导致时序不明显，流量施测误差大，水位-流量关系点分布散乱的情况。

2 水文因子统计分析

2.1 样本系列采用

样本分析时间系列采用：降雨量、水位、流量因子时间为1952—2015年；含沙量、输沙率等因子时间为1952—2015年。

2.2 降雨量统计分析

2.2.1 降水量年内分配

流域多年平均降水量1642.7mm，降水量年内分配不均，主要集中在主汛期。其中1—4月降水量占全年降水量的26.3%，入汛后5—9月占全年降水量63.3%，10—12月占全年降水量的10.4%。年内降雨量最大值主要出现在7月份，降雨量最小值出现在12月份。

2.2.2 降水量年际分配

《中华人民共和国侵权责任法》第八十一条规定：动物园的动物造成他人损害的，动物园应当承担侵权责任，但能够证明尽到管理职责的，不承担责任；《中华人民共和国侵权责任法》第三十七条：宾馆、商场、银行、车站、娱乐场所等公共场所的管理人或者群众性活动组织者，未尽到安全保障义务，造成他人损害的，应当承担侵权责任。因此，在本次案件之中，动物园是否有尽到自己的职责就显得极为重要了。

降水量年际变化较大，最大年降水量2731.3mm（1954年高坦站）；最小年降水量为998.9mm（1978年高坦站）。丰水期降水量是枯水期的2 倍多。

年降水量的变幅大部分分布在1100～2400mm 之间，秋浦河流域内有幸福村、南源、大演、兰关、横船渡、贡溪、矶滩、高坦8 个雨量站。

由秋浦河流域年降水量不同分级区间统计表（略）可知，年降水量＞2000mm 时间段主要出现在20 世纪90年代，主要年份为1996年、1998年、1999年、2010年等；年降水量＜1500mm 时间段主要出现在21 世纪前期，主要年份为2001年、2004年、2005年、2006年。

以10年作为一个时间段（见表1），秋浦河流域年降水量最大值与最小值的倍比系数为0.14。

2.3 径流与泥沙的统计分析

表1 秋浦河流域高坦站分时段多年降雨量统计表

表2 秋浦河流域高坦站分时段多年径流量统计表

表3 秋浦河流域分时段多年输沙量统计表

2.3.1 径流变化

秋浦河流域高坦站分时段多年径流量统计见表2。

年径流量极大值前6 位分别19.32 亿m³、18.84亿m3、18.03 亿m3、18.00 亿m3、17.60 亿m3、16.97 亿m3所对应的年份分别为1999年、1998年、1996年、1991年、1983年、1973年。降雨量分别为2363.0mm、1712.6mm、2120.0mm、1976.0mm、2123.9mm、2053.8mm，均出现在20 世纪。20 世纪年径流量受降水量影响较大，从1960—1996年，年极大值径流变化呈逐年现递增趋势。1996年以后年径流量受小流域水土保持综合治理工程影响，在降水量没有明显变化的前提下，而径流量减少趋势明显，从图1 中可以看出。

本站多年平均径流量11.47 亿m³，最大年径流量为19.32 亿m³，最小年径流量4.900 亿m³。

径流主要来源于降水补给，河川基流较小，洪峰水量集中，涨落急剧，且大小取决于降水的多少，降水-径流对应明显。流域内径流主要以地表水为主，占98%以上。由于秋浦河属山区涧溪性河流，源短、流急，汇流速度快，洪峰持续时间较短。

2.3.2 输沙量的变化

流域多年平均输沙量8.24 万t。分时段多年输沙量统计见表3。

从区间分布上看，秋浦河流域的泥沙主要来自中上游区的高坦站以上，从年内分配上看，5—9月份汛期的输沙量占全年输沙量的86.1%左右，其中6月、7月的输沙量占全年的55.7%，4月、10月的输沙量占全年的9.7%。

2.3.3 洪水变化

秋浦河流域洪水季节特点、时空变化与降水一致。从高坦站的洪峰流量过程来看秋浦河洪水变化，历史洪峰流量极大值前5位分别为：4740m3/s（1890年）、3260m3/s（1931年）、4380m3/s（1948年）、4210m3/s（1998年）、3330m3/s（2002年）；洪峰流量极大值间隔期约为15年左右。受人类活动影响，特别是近10年以来，洪水发生了一定变化。

图1 高坦站历年年径流量对比图

图2 高坦站年降雨与年输沙量曲线相关图

图3 高坦水文站水位～流量关系线图

从各级流量发生天数统计洪水变化情况可以看出，日平均流量在50～400m3/s的有3042d，其中1952—1960年516d，20 世纪60年代445d，70年代337d，80年 代577d，90年 代525d；21 世 纪00年 代420d，2011～2015年 有222d。日平均流量＞400m3/s 共有232d，其中1952～1960年44d，20 世纪60年代23d，70年 代39d，80年 代38d，90年 代54d，21世纪00年代11d，2011—2015年23d，秋浦河大洪水发生次数日趋减少，尤其是进入21 世纪后减少幅度较大。从日平均流量在＞400m3/s 量级的综合统计结果来看，20 世纪70年代出现天数最多，21 世纪00年代出现天数最少，说明秋浦河的入江水资源量在减少。

水资源量减少的主要原因：一方面是受降雨因素变化的影响；另一方面是随着经济发展工农业用水的增加。

3 各因素相关分析

3.1年降雨与年输沙量双累计关系分析

点绘高坦站年降雨与年输沙量曲线相关图见图2。从图中可以看出：以1996年为分界点，相关图下段呈现抛物线形状，而上段较平坦，曲线斜率发生了变化，输沙量呈现减小趋势。主要原因是1996年大水以后，秋浦河流域各级水行政主管部门广泛开展小河流治理，加强水土保持等措施影响所致。

3.2 水位流量相关关系分析

根据《河流流量测验规范》（GB50179-93）第6.1.2 条有关规定，对高坦站水位级进行了划分，具体数据：高水位≥21.71m，中水位为21.71～18.89m，低水位18.89～18.30m，枯水位＜18.30m。

测验断面以上来水面积较大，水位中、高水水位流量关系较稳定，低水采用临时曲线法推流。本站现设保证水位26.50m，警戒水位23.50m。根据1952—2015年61年资料：最大流量为4210m3/s（1998年6月26日），最枯流量为1.29m3/s（1998年6月7日），最高水位为28.14m（1998年6月26日）。

流量采用高水延长的方法推求，经分析：1996—1998年测流断面冲淤变化不大，水位-流量关系点据密集，曲线趋向明显，可定为单一线。而且在水位低于26.5m 时的水位流量关系线与1996年6月20日前所用的水位流量关系线完全重合，故采用1991—1998年的实测水位-流量资料综合定线（图3），并作高水延长。

经误差分析符合定线要求：水位高于22.00m 实测点据54 个，误差小于5%的点占93%。5%～8%的据点3 个；8%～10%的点据1 个。符号检验u=0.68，适线检验u=0.82，均小u1-a/2=1.96（a=0.05）的要求。

从水位流量关系误差检验成果可以看出，除个别年份标准差超标外，其余年份各项检验均合格，故水位在22.00m 以上时每年可定成单一线进行推流。

3.3 水土保持对径流量输沙量的影响

流域上游的水土流失严重，会导致下游径流量变大，泥沙增多，河床抬高，进而引发洪涝灾害。随着20 世纪90年代中后期（1996年）水土流失治理面积的大幅增加，堤防建设、河道整治以及水库工程建设，改变了天然径流与泥沙特性，流域径流量输沙量明显减少，从根本上减少发生洪涝的机会。

4 结语

（1）流域降水年内分配不均，主要集中在5—9月，约占全年降水量的63.3%，年际变化较大，梅雨季节经常发生暴雨；统计参数的分布规律为：山区大于平原地区。

（2）秋浦河流域输沙量年内分配不均，主要集中在5—9月，年际变化大，输沙量近10年呈现减小趋势。随着人类经济活动的影响，近年来日平均流量发生小流量的天数在增加，秋浦河入江水量也在减小，流域需进一步合理节约、利用水资源。

（3）随着社会的发展，秋浦河流域也面临着植被破坏、泥沙下泄、水土流失等问题。近年来，相关部门对中小河流治理非常重视，通过努力，在防汛抗洪中，流域建设已经有了显著效果■