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        松花江洪水對(duì)嫩江大賚站水位流量關(guān)系頂托影響分析

        2012-06-30 05:07:10盛濱龍盛長(zhǎng)濱蘭金生閆法森
        東北水利水電 2012年10期
        關(guān)鍵詞:頂托嫩江洪水

        盛濱龍,盛長(zhǎng)濱,蘭金生,王 海,閆法森

        (1.吉林省大安市水資源辦公室,吉林 大安 131300;2.吉林省白城市水文水資源局,吉林 白城137000)

        1 流域概況和測(cè)站特性

        嫩江為松花江的北源,發(fā)源于大興安嶺山脈的伊勒呼里山南麓,自北向南流,在黑龍江省肇源縣境內(nèi)的三岔河與第二松花江匯合,流入松花江。河道全長(zhǎng)1370 km,流域面積29.7×104km2,河道比降一般在0.1%~0.004%范圍內(nèi);大賚站位于嫩江下游,地勢(shì)平坦,水流平緩,屬寬淺型河流,距離嫩江與第二松花江交匯處45 km,為嫩江下游控制站,比降較小,斷面穩(wěn)定。

        2 影響大賚站水位流量關(guān)系因素

        實(shí)測(cè)流量是洪水波和河槽調(diào)蓄作用綜合影響的結(jié)果。水位流量關(guān)系線變化特征是各種水力因素對(duì)流量影響的具體表現(xiàn)。在測(cè)站控制穩(wěn)定條件下,影響大賚站水位流量的因素可歸納為兩類:第一類是受上游洪水漲落因素;第二類是遭遇下游洪水回水頂托因素。一般情況下兩種影響因素同時(shí)存在。

        3 水位和流量過(guò)程對(duì)比

        2010年8月第二松花江發(fā)生了特大歷史性洪水,洪水峰高量大,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。而嫩江流域進(jìn)入汛期沒(méi)有明顯大的降水過(guò)程,都是低水運(yùn)行。從7月中旬開始水位、流量與扶余同步上漲,但是從7月29日大賚站流量出現(xiàn)反?,F(xiàn)象,開始減小,到8月5日達(dá)到最小值,這些變化都與比降密切相關(guān)。見(jiàn)表1,其中水位、流量為日平均值,比降為實(shí)測(cè)瞬時(shí)值。

        表12010年水文過(guò)程與水文特征值對(duì)照表

        2010年洪水水位過(guò)程對(duì)比,2010年流量過(guò)程對(duì)比見(jiàn)圖1、圖2。結(jié)合圖1和圖2,可以看出,在7月27日到7月29日,大賚站和扶余站上下游水位流量同步上漲,比降增大。當(dāng)大賚水位達(dá)到125.65 m流量918 m3/s時(shí),流量開始減小,也就是說(shuō):當(dāng)大賚站達(dá)到流量918 m3/s扶余站流量1270 m3/s時(shí)開始受下游頂托作用。大賚站水位升高流量在減小,比降由0.0253%減小到0.0015%,到8月5日流量184 m3/s、比降0.0015%達(dá)到最小值,這一過(guò)程可以看出:大賚站8月5日出現(xiàn)最小流量與扶余站出現(xiàn)洪峰幾乎同時(shí)。隨著下游水位回落流量減小,大賚站的比降增大流量開始加大。進(jìn)一步表明:頂托影響隨著下游水位或流量達(dá)到最大而逐漸減弱。

        圖12010年洪水水位過(guò)程對(duì)比表

        圖22010年流量過(guò)程對(duì)比表

        對(duì)比圖1和圖2,大賚站的流量不是隨水位增高而增大,相反逐漸減小,水位降低時(shí)流量卻增大,主要是受頂托影響。這種水位流量對(duì)應(yīng)關(guān)系的改變,導(dǎo)致最高洪峰水位對(duì)應(yīng)的洪峰流量最小,即下游水位越高下泄能力越弱,頂托影響越嚴(yán)重??傊@種水位過(guò)程相同而流量過(guò)程相反的表現(xiàn)形勢(shì)就是頂托效應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)果。

        4 水位流量關(guān)系線趨勢(shì)分析

        對(duì)于嫩江下游出口控制站,因?yàn)橄掠嗡康淖兓话闶蔷徸兊?,下游回水的頂托引起的比降變化亦是緩變的。因此,受變?dòng)回水影響時(shí)流量和各水力因素都是漸變的。時(shí)序繩套水位流量關(guān)系曲線由dH/dQ決定走向,見(jiàn)表2。2010年水位流量關(guān)系曲線見(jiàn)圖3。

        對(duì)照?qǐng)D3,頂托從②線A點(diǎn)水位125.65 m開始:

        ②線AB段:dH/dQ<0水位升高流量減小,受下游回水頂托,比降逐漸減小,達(dá)到最小值0.0015%,流量出現(xiàn)最小值184 m3/s。此時(shí)扶余站出現(xiàn)第一次洪峰。

        BC段:dH/dQ>0水位升高流量增大,不受回水頂托,與正常落水線偏右不同的是水位不降反升,水位上漲時(shí)流量增大。

        表22010年大賚站水位流量關(guān)系特征統(tǒng)計(jì)表

        圖32010年水位流量關(guān)系曲線圖

        ③線CD段:dH/dQ<0水位減小流量增大,這是一個(gè)與下游同步的過(guò)程,也就是隨著頂托的減弱,流量要回歸到原來(lái)的范圍內(nèi)。

        ④線DE段:dH/dQ>0,水位升高流量增大,水位下落過(guò)程中又一次上漲。

        EF段:dH/dQ<0水位升高流量減小,又一次受頂托影響,此時(shí)扶余站出現(xiàn)第二次洪峰。

        ⑤線FG段:dH/dQ<0水位減小流量增大,下游扶余站洪水消退,頂托影響減弱,水位下落流量增大。

        5 結(jié)語(yǔ)

        以上分析說(shuō)明:洪水遭遇產(chǎn)生的回水頂托影響,是復(fù)雜的洪水演變過(guò)程,水位流量關(guān)系線并不依賴于水位漲流量就大,水位落流量就小的規(guī)律。而是落差大的流量變化大,落差小的流量變化小。可見(jiàn),比降落差變化是影響嫩江大賚站2010年水位流量關(guān)系的主要因素。因此,不失時(shí)機(jī)收集比降資料,了解比降落差變化情況,合理確定頂托影響時(shí)機(jī)是分析研究受變動(dòng)回水影響水位流量關(guān)系的重要方法。

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