皖河干流特征值水位复核确定分析

包 晶

(安庆水文水资源局，安徽 安庆 246003)

皖河干流作为县区防洪重要河道，在防汛抗旱中有举足轻重的作用。为了有效地让河道特征水位标识汛情、防汛决策、调度与指挥,根据皖河干流防洪工程能力、河道水力特性等变化及时对防汛特征水位进行复核。

1 历史洪水情况

皖河流域历史上洪涝灾害频繁，仅建国以来就发生洪涝灾害70余次，尤以1954年、 1955年、1969年、 1983年、1996年、 2005年和2016年等年份发生的特大洪水给当地带来了巨大的经济损失。皖河干流主要洪水年份最高水位、最大流量统计如表1所列。

表1 皖河干流石牌站实测最高水位、最大流量统计表

2 防汛特征值确定原则及方法

2.1 特征值水位确定原则

根据皖河干流流域特定的自然地理和防汛水情特点，特征水位的确定遵循堤防和滩区设施的安全，根据实测大断面的主河槽水位及河床平滩水位综合分析确定。结合现状水文站网条件，皖河干流重点堤防所处位置，确定特征水位分析代表站点为石牌水文站。

2.2 特征水位确定方法

水文频率法是确定防汛特征水位的常用方法。结合该流域、区域工程能力提高的现状，警戒水位重现期一般定在2～5年，保证水位重现期一般定在10～20年。重现期分析，主要采用年最高水位频率分析法；重现期选取，应考虑流域及区域水情规律的变化影响。对受工程调控影响较大的站点，采用水文水动力模型利用设计降雨计算水位。

3 防汛特征水位流量关系分析

3.1 石牌水文站测验断面及水位流量关系分析

由于皖河干流石牌站断面近几年人工采砂较为频繁，导致石牌站大断面变化较大，断面2013年以后主槽下降5m左右,石牌站断面变化如图1所示。长江水位达到12.50m 以上时石牌站会受到顶托影响,故无法拟定一条稳定的水位流量关系综合线,所以每年汛期会根据上1年断面变化和当年的断面拟定1条临时的综合线。石牌站典型大水年水位流量关系变化如图2所示。

图1 石牌站历年断面变化图

图2 石牌站典型大水年水位流量关系

3.2 设计洪水

(1)采用历年实测流量设计。选取皖河干流石牌水文站1956～2016年，共61年的实测资料。采用PIII频率曲线对其历年最大洪峰流量进行分析,经频率分析得到，5年1遇流量为2810 m3/s; 10 年1遇流量为3500 m3/s; 20 年1遇流量为4140 m3/s。石牌水文站设计洪水成果如表2所列。

表2 石牌站设计流量成果表

(2)新安江模型还原后设计流量。根据历史洪水资料统计，1969年为石牌站典型大水年，利用新安江模型对1969年皖河干流过洪流量进行还原计算，得到1969年还原流量6410 m3/s。采用PIII频率曲线对还原后的流量进行频率计算，石牌站还原后设计流量成果如表3所列。

表3 石牌站还原后设计流量成果表

由于还原最大流量是在假定所有堤防均不溃破时,仅考虑流域来水形成的洪峰流量，而且皖河干流河床历年下降，下游淤积，上下游防洪标准发生改变，水利工程兴建造成的影响等均表明还原后的频率计算与实际情况不相符,故仍采用实测值的频率分析。

3.3 设计水位

(1)水位相关性及防洪能力分析。安庆水位站位于皖河口下游，实测水位系列较长，1954 年安庆站实测的水位为18.74m，考虑流域及区域水情规律的变化影响，采用水文水动力模型利用设计降雨还原计算水位为19.23m，对其历年最高水位系列进行频率分析，得出安庆站最高水位设计值19.30m。根据水面比降，推算出皖河口水位。对安庆水位站、皖河闸水位站历年最高水位频率分析，安庆、皖河口设计年最高水位成果如表4所列。

表4 安庆、皖河口设计年最高水位成果表 m

2016年7月7日安庆水位站最高水位17.71m,皖河口水位17.80m，由表4可见2016年安庆站水位、皖河口水位相当于10年1遇。安庆站达到最高水位时石牌站已过洪峰，此时退水段实测流量2750m3/s，相当于5年1遇; 2016 年石牌站10年1遇对应的水位20.40m 时，安庆站、皖河口水位分别为16.67m、16.77m，相当于5年1遇。根据皖河干流防洪能力分析，成果如表5所列。

表5 皖河干流防洪能力分析表 m

因为石牌站近几年人工采砂较为频繁,导致现有的断面与原来的断面变化较大。故皖河干流现状防洪能力有变，皖河干流现状防洪能力分析表如表6所列。

表6 皖河干流现状防洪能力分析表 m

(2)设计水位成果分析。由流量设计成果可知,石牌站5年1遇流量为2810 m3/s;10年1遇流量为3500 m3/s;20年1遇流量为 4140 m3/s。根据石牌站2015、2016年水位流量关系线计算出，石牌站5年1遇、10年1遇、20年1遇水位分别为19.70m、20.40m、20.52m。石牌站设计洪水位成果如表7所列。

表7 石牌站设计水位成果表

3.4 防汛特征水位拟订及合理性分析

因为皖河干流流域只有石牌站是水文控制站，因此选择石牌站断面水位拟定特征水位。由于皖河干流石牌水文站为同马大堤防汛服务,同马大堤现状防洪标准已超过50年1遇，故拟定防汛特征水位维持不变。警戒水位为20.10m，保证水位为22.72m。皖河干流左岸为怀宁县的众多小圩口，防洪能力不一，一般不足10年1遇， 故皖河干流左岸及其支流的防汛特征水位可由相关县区自行确定。

4 结束语

经分析计算和征求意见，结合皖河干流的堤防情况和防洪标准，以石牌站确定皖河干流的警戒水位、保证水位维持原值不变，即警戒水位20.10m,保证水位为22.72m。相关县区可根据自身情况自行制定相关特征水位。