港上水文站不同重现期洪水位算法探讨

吉文平 李传书 高正新 吴成耕 王勇成

（江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏 徐州 221006）

1 水道断面的演变

通过对港上水文站1972～2012年的实测大断面资料分析发现，测站断面变化很大，1972年河底宽度127.4 m，最低点高程28.14 m；2000年河底宽度300 m，最低点高程27.51 m；2012年河底宽度341 m，最低点高程26.45 m。从图1可以看出，原来的河槽呈三角形，现在的河槽呈梯形。1972～1985年断面变化不明显，1986～2001年断面变化剧烈，河床靠右侧河底部分被冲刷，河床下切明显，河底加宽，2002～2012年断面趋于稳定（见图2）。经计算，当水位达到或超过32.54 m 时，断面面积由1972年的910 m2扩大到1991年的1260 m2，2000年 为1770 m2，2012年 为1920 m2，比1972年的断面面积分别增大350 m2、860 m2、1010 m2，说明自1972年后，断面的过水面积显著增加。

水道断面变化原因分析如下：

一是改革开放后，为加快经济建设，基础设施建设力度加大，对砂石需求也增大，为此河湖采砂大规模展开，港上站断面上游400 m 至下游500 m 之外的河道都被采砂，特别是上游的采砂活动，改变了水流的方向，使测站断面的右岸河道受到了严重的冲刷影响，造成河道主槽向右岸移动。

二是下游华沂闸以下开挖治理4.8 km 长河道，使测验断面下游水流顺畅，流速加快，河床被冲刷。

现行水道断面，于2000年至今，河床质均系砂浆土，耐冲刷，断面已经基本稳定。

2 洪峰流量频率曲线分析

根据本站水道断面变化较为剧烈的具体情况，如单纯地建立水位频率分析推算50年一遇乃至100年一遇的特征水位较为困难，因为受河道过水面积的不稳定性影响，同等量级的洪水对应的最高洪水位会产生相应变化。为了能够推算50年一遇乃至100年一遇的特征水位，笔者试图通过建立洪峰流量频率曲线测算洪峰流量，然后再通过建立河床稳定后的流量与水位关系计算各设计标准对应的特征水位值。

经分析计算，50年一遇洪峰流量为7920 m3/s，100年一遇洪峰流量为9310 m3/s。港上水文站实测洪峰流量频率曲线见图3。

图1 1984～2002年实测主河槽断面图

图2 2002～2012年实测主河槽断面图

图3 港上水文站实测洪峰流量频率曲线图

图4 港上水文站水位流量关系图

3 水位流量关系的建立

分析水位流量关系的思路为：先通过建立港上水文站过水断面稳定的洪峰水位流量关系（见图4），再借助洪峰流量频率曲线图（见图3）分别测算不同频率的设计洪峰流量，然后借助该断面的水位流量关系线，根据不同频率的设计洪峰流量测算相应频率的防洪水位数值（本文中的水位高程均系废黄河口基面高程）。

表1 港上水文站不同重现期洪水位一览表

4 测算结果

港上水文站不同重现期洪水位测算结果见表1。

（1）50年一遇洪峰流量为7920 m3/s，对应的50年一遇水位设计值为35.25 m。

（2）100年一遇洪峰流量为9310 m3/s，对应的100年一遇水位设计值为35.90 m。