西安市境内秦岭北麓河流水位流量关系特征分析

王晓斌

（陕西省西安水文水资源勘测局，陕西 西安 710100）

开展水文巡测工作的目的是改变现有常年驻测模式，整合人力资源，利用先进仪器、设备进行水文测验，同时拓展水文工作的领域，提高监测能力，改变水文职工生产、生活环境，加快水文工作发展。

水文巡测是社会发展，学科发展的必然趋势，是新形势下水文测验方式的重大转变，中华人民共和国水利部2015 年发布了水利行业标准《水文巡测规范》（SL 195-2015），明确了水文巡测的内容和技术条件。因此，为加快西安市境内水文站巡测工作的开展，制定切实可行的巡测方案，对境内秦岭北麓河流水文站的水位流量关系进行分析，为流量巡测方案编制提供依据。

1 测站概况

西安市境内秦岭北麓各河流目前共设立有7 处国家基本水文站，自西向东分别为黑河陈河站、黑峪口站，涝河涝峪口站，沣河秦渡镇站，大峪河大峪站，灞河马渡王站、罗李村站，各水文站分布情况见图1。

图1 西安市境内水文站分布示意图（站名下划线者为本次分析采用站）

本次分析选择有代表性的黑河陈河水文站、沣河秦渡镇水文站、灞河罗李村水文站[1]。其中陈河水文站位于西安市西部秦岭腹地，秦渡镇水文站位于沣河出秦岭后关中平原中部，罗李村水文站位于灞河出秦岭后西安市东部阶地。

（1）陈河水文站位于西安市周至县陈河镇木江河村，1996 年6 月设立为专用站，2005 年成为国家基本站、省级重要站。集水面积1380 km2，距河口里程53 km。测验河段基本顺直，河床由卵、块石组成。上浮标断面以上40 m 和下比降断面以下40 m处有“L”形弯道。主流在起点距30 m～40 m 之间，洪水时主流向左岸移动。基本水尺断面下游12.5 km 处有金盆水库，高水受水库回水影响。

（2）秦渡镇水文站位于西安市鄠邑区秦渡镇，1936 年4 月设立，为国家基本站、省级重要站，是渭河南岸中等面积区域代表站。集水面积566 km2，距河口里程36 km。测验河段较顺直。细沙河床，水流平稳，两岸系人工河堤。河面宽80 m～100 m。基本水尺断面下游847 m处有沣惠渠滚水坝一座，该坝上游187 m处有潏河汇入，秦渡镇站水位流量关系常受以上两者同时或分别顶托影响。

（3）罗李村水文站位于陕西省蓝田县三里镇罗李村，1954 年12 月设立，为国家基本站、一般站，为关中中部渭河南岸中等面积区域代表站。集水面积754 km2，距河口里程55 km。测验河段较为顺直，河床为砂卵石组成，冲淤变化较大，中水以下分为左右两股，中间滩地宽约80 m，水位在512.50 m 以上时左右两股合流，基上275 m 灞河左岸有蓝桥河汇入。

2 资料收集

秦岭北麓各河流量瞬时数据获取采用常用的Z-Q 关系法[2]，这是由于水位与流量关系密切，一般都存在一定规律，水位过程易于观测，而流量施测却较为耗时和困难，因此河流流量的变化多是通过建立水位和流量的关系进行推求，可行又经济。为分析水位流量关系变化情况，对各站历年实测资料进行收集，并根据收集资料绘制历年水位流量关系图。

陈河站2006 年～2017 年，秦渡镇站、罗李村站2017 年以前水文资料均来自黄河流域水文年鉴[3]，历年水位流量关系资料来自陕西省西安水文水资源勘测局资料室。河道断面变化资料采用上述各站2001 年～2019 年实测资料成果。

（1）黑河陈河站，自建站后断面位置没有变化，建站以来实测最大流量1750 m3/s 发生于2002 年6 月9 日，次大流量1740 m3/s，第三大流量1140 m3/s，实测最小流量0.280 m3/s，发生于2008 年10 月17 日。该站2011 年～2019 年大断面变化见图2。

图2 黑河陈河站历年大断面变化图

（2）沣河秦渡镇站，建站后观测断面位置迁移过4 次，现断面从1965 年1 月起至今未变。建站以来实测最大流量808 m3/s发生于2002 年7 月11 日，次大流量515 m3/s，第三大流量500 m3/s，实测最小流量0.04 m3/s，发生于1962 年6 月21 日。该站2011 年～2019 年大断面变化见图3。

图3 沣河秦渡镇历年大断面变化图

（3）灞河罗李村站，建站后观测断面迁移过4 次，现断面从2015 年1 月起至今未变。建站以来实测最大流量1140 m3/s发生于1982 年8 月1 日，次大流量594 m3/s，第三大流量513 m3/s，实测最小流量0 m3/s 发生于1971 年5 月。该站2011 年～2019 年大断面变化见图4。

图4 灞河罗李村站历年大断面变化图

3 水位流量关系分析

根据水利部2012 年发布的《水文资料整编规范》（SL 247-2012）和2015 年发布的《水文巡测规范》（SL 195-2015）对以上各站5 a 以上中、高水水位流量关系进行分析。

（1）黑河陈河站水位流量关系，通过点绘历年中、高水水位流量关系，可以看出陈河站水位流量关系多呈绳套线，分析其原因，主要是受洪水涨落影响、下游金盆水库蓄水产生的回水影响以及断面冲淤变化影响。该站水位流量关系变化较大，1996 年～2019 年间同一水位相应流量最大相差700 m3/s，在发生较大洪水时，应实测过程确定其水位流量关系。后期可考虑采用侧扫流速仪等在线测流系统，实现流量测验自动化。陈河站历年水位流量关系见图5。

图5 黑河陈河站历年水位流量关系图

（2）沣河秦渡镇站水位流量关系，通过点绘历年中、高水水位流量关系，可以看出秦渡镇站水位流量关系多呈绳套线，分析其原因，主要是受下游沣惠渠大坝及潏河涨水顶托产生的回水影响，水位流量关系变化复杂。但是该站含沙量小，适宜HADCP 在线测流系统，目前已修建采用，可实时进行流量过程测验，弥补传统流量测验不足，该站历年水位流量关系见图6。

图6 沣河秦渡镇站历年水位流量关系图

（3）灞河罗李村站水位流量关系，通过点绘历年中、高水水位流量关系，可以看出罗李村站水位流量关系呈多条临时曲线或绳套线，分析其原因，主要是受洪水涨落影响、断面冲淤变化及测验断面分叉、斜流等因素影响，造成水位流量关系变化频繁。该站断面不规整，测站控制差，水位流量关系复杂。目前河道整治尚未进行，无合适自动测验仪器用于其流量测验，仍需采用人工控制吊仪测验流量变化过程以满足水位流量关系定线及推流要求。后期河道整治后，可采用修建标准断面、量水堰等办法简化流量测验。其历年水位流量关系见图7。

图7 灞河罗李村站历年中高水水位流量关系图

4 结论

对西安市境内秦岭北麓黑河陈河水文站、沣河秦渡镇水文站、灞河罗李村水文站测验断面、历年水位流量关系变化进行综合分析，得出以下结论：上述三站，水位流量关系多受洪水涨落、变动回水变化、断面冲淤影响等因素，加之部分站（秦渡镇站、罗李村站）测站控制较差，使其形成不稳定水位流量关系，需要测验其流量变化过程，来进行推流。其中秦渡镇站因其河水含沙量小，已采用适用的HADCP 在线测流系统。陈河、罗李村两站在当前没有合适的自动仪器前仍需人工测验洪水变化过程，来确定其水位流量关系的变化。进而判断，西安市境内秦岭北麓各河流受洪水涨落、断面冲淤、水利工程等因素影响，其水位流量关系较为复杂，在制定水文巡测方案时应积极采用新仪器、新方法，必要时采用工程措施，例如河道整治、修建量水堰等以实现流量测验自动化，提高精度，减轻测验人员工作强度。