□王曉森 □馬 達(dá)（河南省南陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局）

平原河流唐河水文站洪水演變過(guò)程分析

□王曉森 □馬 達(dá)（河南省南陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局）

唐河是平原河流，水位落差比較小，唐河水文站在受到上下游支流匯入的影響時(shí)，水位流量關(guān)系曲線呈3種繩套形狀，基本反映唐河水文站洪水變化特性。掌握唐河洪水水位流量變化規(guī)律，就要了解唐河河流的特性，制訂出正確的測(cè)驗(yàn)方法，找準(zhǔn)測(cè)流時(shí)機(jī)，布置測(cè)驗(yàn)次數(shù)，就能測(cè)到整個(gè)洪峰過(guò)程，為唐河干流提供準(zhǔn)確的水情信息。

平原河流；洪水演變；繩套模型

唐河發(fā)源于河南省方城縣七峰山的北柳樹(shù)溝，上游由潘河和趙河組成，在社旗縣城南合流后稱(chēng)唐河。唐河干流全長(zhǎng)230余km，流域面積8390余km2。唐河的上游，右岸有桐河匯入，兼有鴨河灌區(qū)尾水排入，左岸有沘河、洪河、梁河及3座中型水庫(kù)控制，并有泌陽(yáng)河匯入及宋家場(chǎng)大型水庫(kù)控制，泌陽(yáng)河系重要來(lái)水河流。唐河的下游，右岸有綿延河及澗河匯入，左岸有三夾河、清水河、廖陽(yáng)河、礓石河匯入，于湖北省襄陽(yáng)縣雙溝鎮(zhèn)與白河匯合，稱(chēng)作唐白河，流入漢江。

唐白河流域大部處于丘陵平原地帶，唐河屬于平原河流。唐河水文站是長(zhǎng)江流域唐白河水系區(qū)域重點(diǎn)站，典型的平原河流測(cè)站，屬?lài)?guó)家重點(diǎn)站。觀測(cè)項(xiàng)目有水位、流量、降水量、蒸發(fā)量、單沙、輸沙率、水溫、水量調(diào)查等，承擔(dān)國(guó)家防總、省、市、縣以及下游的流域機(jī)構(gòu)等防汛部門(mén)的水情任務(wù)。唐河站位于唐河縣城南右岸，站以上干流河長(zhǎng)124.9 km，流域面積4794 km2，河道比降0.0012，測(cè)驗(yàn)河段順直。唐河流域呈扇形，匯流時(shí)間短。唐河站下游左岸2.9 km有三夾河匯入，該河高水位時(shí)對(duì)唐河站斷面水位有頂托影響。

唐河站屬于平原河流站，水位落差比降小，因此受到上下游支流匯入等因素的影響，漲水與落水時(shí)同級(jí)水位的流量是不相同的，水位流量關(guān)系曲線呈繩套形狀。與山區(qū)性河流相比較，山區(qū)河流水位落差大，漲水與落水的水位落差基本相似，流量變化也不大，所以山區(qū)河流的水位流量關(guān)系曲線（在斷面沒(méi)有沖淤變化的情況下）,它是一條單一曲線。這是平原河流的一種特性。

圖1 水位流量關(guān)系曲線圖

根據(jù)歷年測(cè)驗(yàn)資料來(lái)看，唐河水文站低水的水位流量關(guān)系曲線是單一曲線，中高水的水位流量關(guān)系曲線呈繩套形狀。唐河站在暢流期間的繩套與受三夾河高水頂托影響時(shí)的繩套是不同的。如圖1，我們按照測(cè)流測(cè)次順序以及流量的變化大小，稱(chēng)繩套（一）為正繩套，稱(chēng)繩套（二）繩套（三）為反繩套。

唐河流域呈扇形，匯流時(shí)間短，又屬于平原河流，水位落差比較小，河道比降僅有0.0012，唐河水文站斷面上游河段干（支）流匯流漲水時(shí)，洪水逐漸向下游傳播，因下游斷面水位低，上游徑流就形成了水頭，水頭不斷拉長(zhǎng)，漲水水位落差增大，流速變大，流量偏大；落水時(shí)，因河槽蓄滿，落差變小，流速偏小，流量也偏少。在流量測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，同級(jí)水位，漲水時(shí)的流量大于落水時(shí)流量，如圖繩套（一），平原河流水位流量關(guān)系曲線呈正繩套型狀，這是暢流期唐河水文站測(cè)驗(yàn)斷面水位流量關(guān)系曲線。從測(cè)驗(yàn)角度講，在暢流期，最高水位并沒(méi)有出現(xiàn)最大流量，最大流量出現(xiàn)在峰前漲水段（接近最高水位處），因此測(cè)流時(shí)，在漲水段（接近最高水位時(shí)）測(cè)最大流量，落水時(shí)（接近最高水位時(shí)）測(cè)控制點(diǎn)流量，如繩套（一）關(guān)系曲線中4～5次流量。那么最高水位就可測(cè)可不測(cè)了，它相當(dāng)于變化過(guò)程中的過(guò)渡流量，這也是平原河流的一種特性。

唐河水文站斷面的下游，支流眾多，其中三夾河支流距唐河站測(cè)驗(yàn)斷面僅2.9 km，該河對(duì)唐河站測(cè)驗(yàn)斷面頂托影響顯著。當(dāng)三夾河支流漲水且高水位時(shí)，唐河站測(cè)驗(yàn)斷面處于暢流期間，上游未漲水或來(lái)水量小時(shí)，三夾河支流水位高度接近唐河站干流斷面水位高度時(shí)，唐河站干流斷面水位流量會(huì)逐步受到頂托影響。和唐河干流暢流期間相比，此時(shí)唐河站測(cè)流斷面水位高，流速流量小，并且水位越高，流速流量越小。當(dāng)三夾河支流水位逐步降落（頂托逐步結(jié)束時(shí)），唐河站測(cè)驗(yàn)斷面水位也逐步降落，流速流量逐步變大，逐漸恢復(fù)至?xí)沉鲿r(shí)現(xiàn)象。如圖1繩套（二），漲水的流量小于落水的流量，它的水位流量關(guān)系曲線呈反繩套型狀，這時(shí)受頂影響的水位流量關(guān)系曲線，雖然干流斷面漲落水時(shí)都是正流量，因受下游支流的頂托影響，漲水時(shí)高水位測(cè)得是小流量，如繩套（二）型中，12～13次流量，都不是最大流量，卻是高水位，所以在受頂托影響時(shí)，掌握好水位變化，控制好測(cè)流時(shí)機(jī)，布置合理的測(cè)次，才能測(cè)得洪峰變化過(guò)程。

三夾河支流對(duì)唐河站測(cè)驗(yàn)斷面頂托影響中，還有一特殊狀況，河水倒流。這種現(xiàn)象并不常見(jiàn)，一般發(fā)生在三夾河支流流域局部降雨漲水，而唐河站上游無(wú)降雨漲水或是漲水時(shí)間遲于三夾河支流匯入唐河干流的時(shí)間。唐河站測(cè)流斷面下游三夾河支流匯入，而唐河干流處于暢流期，當(dāng)三夾河支流匯入水位高于唐河站干流斷面水位時(shí)，唐河站斷面水位流量受到頂托影響，使得唐河站斷面有回流，形成負(fù)流速負(fù)流量。如繩套（三）水位流量關(guān)系曲線，它也是一個(gè)反繩套。當(dāng)唐河站下游支流來(lái)水接近唐河站干流斷面時(shí)，水位升高，流量逐步變小，直至為零。唐河站下游支流來(lái)水高于唐河站干流斷面時(shí)，形成回流，流量負(fù)值，水位越高，負(fù)流量越大，當(dāng)回流水位逐步平穩(wěn)不漲時(shí)，回流水位也上漲到最高，流速停止，流量等于零，這時(shí)，干流斷面水位高度與下游支流匯合口水位高度基本持平。等到支流水位逐步下降，頂托影響也逐步變小，干流斷面水位逐步下降，出現(xiàn)了暢流時(shí)的流速，流量正值，水位逐步降落，流速流量逐步增大，直到干流斷面恢復(fù)到暢流時(shí)水位流量關(guān)系。如圖1繩套（三）中，16～17次，19～20次流量測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，河水停滯，流量為零，無(wú)法施測(cè)流量，只能在河水停滯前后進(jìn)行測(cè)流，所以觀測(cè)完整的水位變化，掌握測(cè)流時(shí)機(jī)尤為重要。18測(cè)次流量是回流時(shí)最大流量，卻是測(cè)驗(yàn)中最小的流量，這是回流測(cè)驗(yàn)的一大特性。

綜合這3種繩套形狀，基本反映了唐河站洪水變化特性。我們要掌握唐河洪水水位流量的變化規(guī)律，就要了解唐河河流的特性，制定出正確的測(cè)驗(yàn)方法，找準(zhǔn)測(cè)流時(shí)機(jī)，布置測(cè)驗(yàn)次數(shù)，就能測(cè)到整個(gè)洪峰過(guò)程，為唐河干流提供準(zhǔn)確的水情。

2011-02-17