飞来峡水库建成运行后连江高道站断面变化分析

2022-01-25何际斌

水科学与工程技术 2021年6期

何际斌

（广东省水文局清远水文分局，广东清远 511599）

众所周知，水利工程的建成运行对于天然河道的水文、河床、水环境、水生态会造成很大影响。本文通过分析连江控制站高道站在飞来峡水库建成运行后近20年来的河道断面实测资料，研究其变化情况。对连江洪水预报、北江防汛抗旱、北江航运安全、水库下游供水、水库库区河床变化、水库上下游水资源水环境变化及水库防洪安全调度具有重要意义。

1 概况及其影响

1.1 概况

飞来峡水库位于广东省清远市清城区飞来峡镇境内，是一座以防洪为主，兼有航运、发电、水资源调配及改善生态环境功能的综合利用的大型水利枢纽。水库拦腰北江干流，控制流域面积34097km2，占北江流域面积的73%，水库正常蓄水位为24.00m，总库容19.04亿m3。水库自1999年建成运行，到目前为止，已经运行二十几年［1］。

1.2 建成后影响

二十几年来，飞来峡水库在防洪减灾方面发挥了巨大作用，同时也对上下游的水环境产生了重要影响。大坝坝址以上回水地区已回溯至北江干流英德境内的白石窑水库大坝下游，滃江干流英德境内长湖水库大坝下游，连江干流英德境内西牛航运枢纽大坝下游。库区的河床、水资源及水环境已经发生了重大改变。水库的安全运行对大坝下游的清远市主城区、佛山市主城区、广州市主城区、珠三角地区乃至粤港澳大湾区等广大经济富庶地区的防洪安全具有很大影响。

2 连江概况及控制站高道站情况

2.1 连江概况

连江，古称湟水，又称小北江，是珠江流域北江水系的最大支流。连江发源于连州市星子镇潭岭村三姊妹峰，上游干流为星子河，到连州城区鸬鹚嘴与东陂河汇合后，始称连江。连江干流流经连州市、阳山县、英德市等三县（市），于英德市连江口镇江口咀汇入北江。流域面积10061km2，干流河长275km，平均坡降为0.077%。连江的流域面积占飞来峡水库集水面积的三分之一，其来水对库区来讲具有很大影响。

2.2 连江控制站高道站概况

高道水文站位于清远市英德市西牛镇高道村，控制面积9007km2，是连江的总控制站，占连江总面积的90%，多年平均径流量107.8m3，折合年径流深1197.4mm，距离飞来峡水库约50km。高道站为国家基本水文站，具有降水、水位、流量、蒸发等测验功能，河床断面的变化对于水文测验及水文预报具有重要影响。因此，分析飞来峡水库建成后高道站断面的变化意义十分重大［2］。

本文从水文学、数理统计学等方面，对高道站2001—2020年近20年的断面资料进行研究分析［3］。

3 连江高道站近20年来河道断面分析

3.1 河道断面情况

根据水文实测资料，将高道站从2001—2020年的河道断面图绘制在一起［4］，如图1，单将2001年和2020年两年的河道断面图绘制在一起，如图2。

从图1、图2可以看出：①高道站近20年来河床有不断下切趋势。 ②2001年河底河床明显在最上面，2019年河床明显在最下面，2007年河床在右岸（注：起点距0桩在右岸）明显下切，2003年后河床明显左倾。③2001年与2020年相比，断面往左岸下切比较严重，河床变化较大［2］。

图1 连江高道站2001—2020年河道断面

图2 连江高道站2001年和2020年河道断面变化情况

3.2 从过水面积分析河床断面的变化

确定河床的变化情况，通过分析其过水面积是其中的一种方法。但水位变化是不确定的，时刻都在发生变化，每次施测大断面的水位也不一样，没有一个统一标准。为了统一标准，采用假定法，选定一个假设水位，可以覆盖20年来施测的所有河道断面，然后对这些资料进行对比。按照水文有关规定及统计方法，选定水位34.00m作为假定水位，左右两岸对应34.00m的地方利用内插值方法进行补充，然后计算每一年对应的过水面积、水面宽、平均水深、平均河底高程、最大水深及最低河底高程［4］。如表1。

表1 连江高道站2001—2020年河道断面统计分析（以34.00m水位计算）单位：m

续表1

将年份及河道过水面积绘制关系趋势变化图，如图3，由表1及图3可知：①飞来峡水库建成运行后，高道站河道断面面积呈现逐渐增大趋势，两者相关系数达0.70，同一水位情况下面积增大，水面宽在2004年以后基本变化不大，说明河床在不断下切。②以2010年为界，前10年面积增加较快，后10年则较为平缓。③河道断面面积最大3760m2（2017年），最小出现在3240m2（2001年），两者相差520m2，最大是最小的1.2倍。