长台关水文站同级水位洪峰流量偏大原因分析

□郑仕强（信阳水文水资源勘测局）

长台关水文站位于信阳市以北23km 的长台关镇，是淮河上游第二控制站，东经114 °31′北纬32 °19′，控制流域面积3090km2，是河南省重点水文站。长台关水文站地理位置特殊，控制河段内有五大淮河桥梁工程，从上游至下游分别是沪陕高速公路淮河大桥，107 国道淮河大桥，京广铁路淮河大桥，石武客运专线淮河铁路大桥和京珠高速公路淮河大桥，长台关水文站所提供的水文情报直接关系到上述桥梁工程防汛决策，也关系到下游沿淮两岸重要城镇及工矿企业的防汛决策，防汛任务重大。

1.长台关站测流断面情况

长台关站测流断面位于基本水尺断面下游35m 处，两岸断面桩间间距541m，断面左岸上下游约100m 为砌石护坡，右岸为砂壤土缓坡，左、右岸均无堤，断面河床为细沙河床。受洪水涨落影响，断面局部变化频繁，低水水位流量关系不稳定。高水水位流量关系呈逆时针绳套。

2.最近几年实测洪峰流量分析

2005年至2010年6年洪水中，每年选取最高洪水位对应的洪峰流量与历年平均洪峰水位流量关系对照分析（见表1）。

表1 2005-2010 实测最高洪峰水位流量与历年洪峰水位流量对照表

从表中可以看出，2006-2010年实测洪峰流量远远大于历年洪峰流量插线量，低洪峰水位实测洪峰流量与历年洪峰流量误差越大，这就有必要对长台关站同级水位洪峰流量偏大原因进行分析。

根据流量计算公式Q=V×A 可知，同级水位流量变大有3种原因，第一、A 不变，V 变大；第二，V 不变，A 变大；第三，A、V都变大。对于天然河道，在无人为破坏因素的情况下，断面变化一般处在一个动态平衡之中，也就是说，根据上游来水的不同，表现为有时冲刷，有时淤积，但多年平均变化不大，甚至不变。

洪水期天然河道中水流的平均流速，根据上游来水组成，断面变化情况、河道底水情况、洪水涨落率的不同，以及是涨水段还是落水段，相差很大。对河道同级水位平均流速的研究，需要分别统计计算的相关因素较多。但总的来说，相似的洪水组成不应有太大的差别，因而对影响流速的因素本文不再进行分析研究，本文只对影响流量的另一因素——断面进行分析。

2.1 断面资料选取

长台关站测流断面左岸为砌石护坡，堤顶高程76.50m，左岸边坡高程多年未变。右岸为天然河道缓坡，断面桩处高程76.69m，边坡多年有少量变化。左右岸70.00m 以上高程边坡无变化，边坡资料对断面资料变化分析无明显影响，为便于统一计算断面面积，所选断面资料均为高程74.20 以下部分，所选断面资料为2000年至2008年长台关站汛后实测。

2.2 断面资料计算

根据实测资料，逐年计算高程为74.20m 以下部分断面面积，每年比上一年增加面积、累积增加面积、累积增加百分数见表2。

表2 高程74.20m 以下断面相关数据面积计算表

2.3 绘制图表

根据上表计算数据，绘制长台关站年断面变化趋势图（见图1）、面积累计增加图（见图2）、面积累计变化百分数图（见图3）。

图1 长台关站2000-2008年实测面积变化趋势图

图2 长台关站2000～2008年积累面积增加图

图3 长台关站2000-2008年面积累计增加百分数图

根据上述资料，不难看出，从2000年至2008年的9年间，长台关站74.20m 高程以下断面在逐年变大，也就是说，河床在逐年冲刷、下切降低。9年的时间，74.2m 高程以下面积累积增加了557.3m2,增幅达20.12%，高程74.20m 以下部分河床平均下切1.11m，南岸河床420.0m 起点距处下切达2.50m。

3.结语

长台关站同级水位洪峰流量偏大的主要原因是河床的冲刷、下切，使得同级水位断面面积增大，在来水条件不变的情况下，相同水位过水面积增大，根据公式Q=V×A 可知，A 增大，Q也随着变大。根据表1计算数据可知，2008年与2000年相比较，如洪峰水位同为74.20m，则2008年洪峰流量比2000年洪峰流量偏大达20.13%；如洪峰水位低于74.20m，则偏大百分数更多。因而。早期水位流量预报图表因现阶段河道断面变化已经不能满足防汛及生产、生活的需要。

为此建议一要加强流域水土保持，防止河岸崩塌；控制河沙开采量，保持来沙取沙平衡,河道工程要充分论证，尽可能保持天然河道状态;二要测站增加先进仪器施测，提高流量施测精度;三要对现有预报图表进行修订，控制预报误差，更好地为防汛抗旱决策提供服务。