平原河流唐河水文站洪水演变过程分析

□王晓森 □马 达（河南省南阳水文水资源勘测局）

平原河流唐河水文站洪水演变过程分析

□王晓森 □马 达（河南省南阳水文水资源勘测局）

唐河是平原河流，水位落差比较小，唐河水文站在受到上下游支流汇入的影响时，水位流量关系曲线呈3种绳套形状，基本反映唐河水文站洪水变化特性。掌握唐河洪水水位流量变化规律，就要了解唐河河流的特性，制订出正确的测验方法，找准测流时机，布置测验次数，就能测到整个洪峰过程，为唐河干流提供准确的水情信息。

平原河流；洪水演变；绳套模型

唐河发源于河南省方城县七峰山的北柳树沟，上游由潘河和赵河组成，在社旗县城南合流后称唐河。唐河干流全长230余km，流域面积8390余km2。唐河的上游，右岸有桐河汇入，兼有鸭河灌区尾水排入，左岸有沘河、洪河、梁河及3座中型水库控制，并有泌阳河汇入及宋家场大型水库控制，泌阳河系重要来水河流。唐河的下游，右岸有绵延河及涧河汇入，左岸有三夹河、清水河、廖阳河、礓石河汇入，于湖北省襄阳县双沟镇与白河汇合，称作唐白河，流入汉江。

唐白河流域大部处于丘陵平原地带，唐河属于平原河流。唐河水文站是长江流域唐白河水系区域重点站，典型的平原河流测站，属国家重点站。观测项目有水位、流量、降水量、蒸发量、单沙、输沙率、水温、水量调查等，承担国家防总、省、市、县以及下游的流域机构等防汛部门的水情任务。唐河站位于唐河县城南右岸，站以上干流河长124.9 km，流域面积4794 km2，河道比降0.0012，测验河段顺直。唐河流域呈扇形，汇流时间短。唐河站下游左岸2.9 km有三夹河汇入，该河高水位时对唐河站断面水位有顶托影响。

唐河站属于平原河流站，水位落差比降小，因此受到上下游支流汇入等因素的影响，涨水与落水时同级水位的流量是不相同的，水位流量关系曲线呈绳套形状。与山区性河流相比较，山区河流水位落差大，涨水与落水的水位落差基本相似，流量变化也不大，所以山区河流的水位流量关系曲线（在断面没有冲淤变化的情况下）,它是一条单一曲线。这是平原河流的一种特性。

图1 水位流量关系曲线图

根据历年测验资料来看，唐河水文站低水的水位流量关系曲线是单一曲线，中高水的水位流量关系曲线呈绳套形状。唐河站在畅流期间的绳套与受三夹河高水顶托影响时的绳套是不同的。如图1，我们按照测流测次顺序以及流量的变化大小，称绳套（一）为正绳套，称绳套（二）绳套（三）为反绳套。

唐河流域呈扇形，汇流时间短，又属于平原河流，水位落差比较小，河道比降仅有0.0012，唐河水文站断面上游河段干（支）流汇流涨水时，洪水逐渐向下游传播，因下游断面水位低，上游径流就形成了水头，水头不断拉长，涨水水位落差增大，流速变大，流量偏大；落水时，因河槽蓄满，落差变小，流速偏小，流量也偏少。在流量测验过程中，同级水位，涨水时的流量大于落水时流量，如图绳套（一），平原河流水位流量关系曲线呈正绳套型状，这是畅流期唐河水文站测验断面水位流量关系曲线。从测验角度讲，在畅流期，最高水位并没有出现最大流量，最大流量出现在峰前涨水段（接近最高水位处），因此测流时，在涨水段（接近最高水位时）测最大流量，落水时（接近最高水位时）测控制点流量，如绳套（一）关系曲线中4～5次流量。那么最高水位就可测可不测了，它相当于变化过程中的过渡流量，这也是平原河流的一种特性。

唐河水文站断面的下游，支流众多，其中三夹河支流距唐河站测验断面仅2.9 km，该河对唐河站测验断面顶托影响显著。当三夹河支流涨水且高水位时，唐河站测验断面处于畅流期间，上游未涨水或来水量小时，三夹河支流水位高度接近唐河站干流断面水位高度时，唐河站干流断面水位流量会逐步受到顶托影响。和唐河干流畅流期间相比，此时唐河站测流断面水位高，流速流量小，并且水位越高，流速流量越小。当三夹河支流水位逐步降落（顶托逐步结束时），唐河站测验断面水位也逐步降落，流速流量逐步变大，逐渐恢复至畅流时现象。如图1绳套（二），涨水的流量小于落水的流量，它的水位流量关系曲线呈反绳套型状，这时受顶影响的水位流量关系曲线，虽然干流断面涨落水时都是正流量，因受下游支流的顶托影响，涨水时高水位测得是小流量，如绳套（二）型中，12～13次流量，都不是最大流量，却是高水位，所以在受顶托影响时，掌握好水位变化，控制好测流时机，布置合理的测次，才能测得洪峰变化过程。

三夹河支流对唐河站测验断面顶托影响中，还有一特殊状况，河水倒流。这种现象并不常见，一般发生在三夹河支流流域局部降雨涨水，而唐河站上游无降雨涨水或是涨水时间迟于三夹河支流汇入唐河干流的时间。唐河站测流断面下游三夹河支流汇入，而唐河干流处于畅流期，当三夹河支流汇入水位高于唐河站干流断面水位时，唐河站断面水位流量受到顶托影响，使得唐河站断面有回流，形成负流速负流量。如绳套（三）水位流量关系曲线，它也是一个反绳套。当唐河站下游支流来水接近唐河站干流断面时，水位升高，流量逐步变小，直至为零。唐河站下游支流来水高于唐河站干流断面时，形成回流，流量负值，水位越高，负流量越大，当回流水位逐步平稳不涨时，回流水位也上涨到最高，流速停止，流量等于零，这时，干流断面水位高度与下游支流汇合口水位高度基本持平。等到支流水位逐步下降，顶托影响也逐步变小，干流断面水位逐步下降，出现了畅流时的流速，流量正值，水位逐步降落，流速流量逐步增大，直到干流断面恢复到畅流时水位流量关系。如图1绳套（三）中，16～17次，19～20次流量测验过程中，河水停滞，流量为零，无法施测流量，只能在河水停滞前后进行测流，所以观测完整的水位变化，掌握测流时机尤为重要。18测次流量是回流时最大流量，却是测验中最小的流量，这是回流测验的一大特性。

综合这3种绳套形状，基本反映了唐河站洪水变化特性。我们要掌握唐河洪水水位流量的变化规律，就要了解唐河河流的特性，制定出正确的测验方法，找准测流时机，布置测验次数，就能测到整个洪峰过程，为唐河干流提供准确的水情。

2011-02-17