资水尾闾区各支流分流关系分析

黄诚良

(长江中游水文水资源勘测局,武汉 430012)

为了弄清资水与(万子湖)、南洞庭湖以及东洞庭湖的水情交换关系,加强对湖泊的治理,因而对资水尾闾区各支流的分流关系做一系统分析。

1 资水尾闾区河流形势分析

资水由安化柘溪水库下泄经桃江,再下约40km至甘溪港有一支流名资水(西支),每年汛期约有30天时间资水流经沅江与沅水汇合同注入西洞庭湖,称为负流,其余时间沅水经西支流入资水,称为正流。

甘溪港沿干流顺下5km有沙头水文站控制资水干流与两支汇合后的水情,再下约6km至毛角口将资水分成干流与资水(东支)两股水流,干流经杨柳潭站注入南洞庭湖,东支顺下10km经杨堤站与湘江汇合注入东洞庭湖。

每年资水大汛过后,长江来水注入南洞庭湖,湖面水位升高,湖水从杨柳潭站倒灌注入干流由东支转入湘江出东洞庭湖。

汛期湘江来水大于资水来水时,湘水也能经杨堤站倒灌入干流再经杨柳潭站入南洞庭湖。

沙头站下游往返复杂的水情,对该站的水位～流量关系形成顶托影响。见图1所示。

图1 资水尾闾区河流形势示意图

2 采用的资料与分析方法

对各支流分流关系的分析,均采用1985年至1995年连续11年的资料,另选用1996年7月份历年最大一次洪水过程资料。在这些资料中,具有实测记录的历年最大、次大、第三次大的水情年份的资料,具有完整的代表性。

2.1 甘溪港水位的确定方法

该站离干流汇口约1.5km,没有常年观测资料,资料不能连续。为推算连续资料,采用该站巡测流量的相应水位与干流下游沙头站同步水位建立相关关系。经分析确定,甘溪港水位与沙头水位的相关关系为:Z甘=0.00765+0.502Z沙+8.18。

2.2 甘溪港站流量的推算方法

采用1992～1995年甘溪港断面每年巡测流量资料与沙头断面同步流量建立分流关系,并以沅江至甘溪港、甘溪港至沙头水位综合落差为参数,建立甘溪港断面对沙头断面分流关系比工作曲线,并将该曲线分成三个区间,分别拟合数学公式推算甘溪港流量。

式中,Z甘、Z沙、Z沅分别为甘溪港,沙头、沅江同步水位;ΔZ m为综合落差;B%为分流比;Q甘、Q沙分别为甘溪港、沙头流量。

2.3 杨堤、沙头流量的确定方法

该两站为水位、流量常年观测站,直接用水位～流量关系推求日平均流量。

2.4 杨柳潭流量确定方法

根据水量平衡原理,沙头流量减去杨堤流量得到该站流量。

3 分析结论

3.1 沙头、资水(西支)与桃江流量的水量平衡关系

(1)径流量平衡关系。桃江加上甘溪港入资水的径流量与沙头站径流量除1985年为平衡外,其他年份在存在-6.4%～1.4%误差,其中有9年桃江与甘溪港径流量之和小于沙头径流量,说明在桃江干流以下至资水(西支)之间的支流,每年有1.7%～6.4%的径流量补给沙头站。而1986年桃江与甘溪港的径流之和大于沙头站径流量1.4%,属于基本平衡年份。

(2)年最大流量的平衡关系。年最大流量的平衡关系除1986、1991、1989三年沙头最大流量与西支甘溪港相应时间分流量之和大于桃江最大流量外,其余年份均为桃江年最大流量之和。从数字上看,属于不正常情况,但由于桃江以下河道防洪能力为20年一遇洪水,常在洪峰到来时,桃江至益阳市区之间民垸自溃分流,致使下游洪峰流量不能平衡。为了彻底弄清此段民垸溃口的分流量,还得进一步作该段的洪水调查。

3.2 各支流对沙头流量的分流关系

(1)资水(东支)杨堤站的分流情况。多年来,杨堤流量占沙头流量的比重在49.2%～71.9%之间,多年平均为58.6%。其中汛期4～9月分流比为40.8%～68.6%,平均为50.7%;汛前后1～3月、10～12月分流占64.9%～89.5%之间,平均为72.2%。当湘江发生洪水的势力大于资水时,湘水经杨堤站入资水干流再经杨柳潭站入南洞庭湖,最大倒灌流量为-834m3/s。

(2)资水干流杨柳潭站的分流情况。多年来,杨柳潭站的分流量占沙头流量的比重为28.1%～50.8%,平均为41.4%,其中汛期 4～9月出流占31.4%～59.2%之间,平均为49.3%;汛前后1～3月、10～12月为10.5%～35.1%,平均为27.8%。1996年7月出现的200年一遇的洪水,该站最大分流量为7 180m3/s,占沙头最大流量的76.4%。当资水大汛过后,南洞庭湖由长江水补给水位高于该站水位时,湖水入资水历年最大入资水流量为-87.3 m3/s。

(3)资水(西支)甘溪港站的出流关系。该站每年入资水流量占沙头流量的比重为3.1%～19.7%之间,平均为10.2%;其中汛期4～9月占1.4%～25.3%,平均为10.2%;汛前后 1～3月、10～12月占1.8%～19.3%,平均为10.3%。当资水发生洪水,邻近沅江对甘溪港站没有形成顶托影响时,甘溪港从资水干流分流量在-302～-1 860m3/s之间,最大分流量占沙头相应时间最大流量的20%。

弄清资水尾闾区各支流分流关系,为整个洞庭湖区的治理提供了第一手资料,也为该地区的水利和经济建设提供了一定的水情依据。