郭 濤 朱建春

(新疆巴音郭楞水文水資源勘測(cè)局，新疆 庫(kù)爾勒市 841000)

1 黃水溝概況

1.1 自然地理概況

黃水溝位于新疆巴音郭楞蒙古自治州和靜縣境內(nèi)，發(fā)源于中天山的天格爾山南坡，屬雨雪混合補(bǔ)給河流，其地理位置處于東徑 85°55'～ 86°54'，北緯 42°12'～ 43°09'。流域東西最寬處相距80.1 km，南北最長(zhǎng)處相距106.1 km，黃水溝出山口以上地勢(shì)由北向南傾斜，海拔最高4 398 m，出山口以上河道河床水流集中。出山口以下地勢(shì)由西北向東南傾斜，最低1 047 m，河道河床自出山口處的粗大的卵礫石組成向下游逐漸演變?yōu)樯暗[石組成，出山口后山前洪積扇區(qū)域，河道變寬流速變緩，洪水?dāng)y帶的泥沙在此大量堆積，為河流洪水、徑流的散失區(qū)。黃水溝出山口上下游河道兩岸沿線分布著公路和鐵路，是南北疆交通運(yùn)輸?shù)闹匾ǖ馈?/p>

1.2 河流水系

流域中部巴侖臺(tái)鎮(zhèn)以上有兩條支流，西支巴音溝，東支為烏拉斯臺(tái)溝，后者為黃水溝的主流。巴侖臺(tái)以下還有老巴侖臺(tái)及哈布其干郭楞等支流匯入，全流域呈扇狀。流域面上的降水，經(jīng)過(guò)10余條一級(jí)支流，10余條二級(jí)支流及若干條三級(jí)支流的匯集調(diào)蓄，自北向南匯集于山口(即黃水溝水文站位置)。水文站黃?；娓叱虨?1 313.504 m，集水面積4 311 km2，至河源河道長(zhǎng)度為110 km。水文站下游約12 km至黃水溝防洪分水閘，此處黃水溝河道分為東西兩條支流。東支沿途地主要用于工、農(nóng)業(yè)用水，最后注入博斯騰湖大湖。西支在黃水溝防洪分水閘下游2.5 km處又分為兩支，西支的兩支支流流經(jīng)和先公路后在開(kāi)都河入河口處匯合，是匯入開(kāi)都河下游河段最大的一條支流。

2 洪水沿程觀測(cè)

2.1 洪水沿程觀測(cè)位置

在黃水溝山口水文站以及下游河段上選擇控制條件較好的觀測(cè)斷面，黃水溝水文站的測(cè)流斷面簡(jiǎn)稱斷面1。黃水溝防洪閘東支和西支閘口處斷面分為兩處，東支河道簡(jiǎn)稱斷面2－1，西支河道簡(jiǎn)稱斷面2－2，斷面河道距離距黃水溝水文站斷面11.82 km。黃水溝在靜縣至先行鄉(xiāng)公路處，河道分成三支，防洪分水閘以下東支河道在公路橋處簡(jiǎn)稱斷面3－1，此斷面距離距黃水溝水文站斷面18.2 km;防洪分水閘以下西支河道在和靜縣至先行鄉(xiāng)公路處分為兩支，西支靜先公路東側(cè)公路橋處簡(jiǎn)稱斷面3－2，此斷面距離黃水溝水文站18.7 km;和西支靜先公路西支西側(cè)公路橋處簡(jiǎn)稱斷面3－3，此斷面河道距離黃水溝水文站19.3 km。

2.2 斷面洪水監(jiān)測(cè)及測(cè)驗(yàn)方法

當(dāng)發(fā)生洪水時(shí)，各斷面進(jìn)行流速儀法流量測(cè)驗(yàn)，在流速儀法測(cè)流的同時(shí)進(jìn)行比降面積法的試驗(yàn)觀測(cè)。每次流速儀法測(cè)流時(shí)均進(jìn)行過(guò)水?dāng)嗝婷娣e的測(cè)量，垂線布置的原則是主河槽加密布設(shè)，測(cè)深及測(cè)速垂線間距一般不大于4 m，當(dāng)河道有汊溝時(shí)各股水流均要布設(shè)測(cè)深及測(cè)速垂線。每條測(cè)速垂線的測(cè)點(diǎn)位置，盡可能采用相對(duì)水深0.6處測(cè)量垂線平均流速。每次流量測(cè)驗(yàn)前后都要觀測(cè)基本斷面及上下比降斷面的水位。

河道比降觀測(cè)和糙率分析，用流速儀法施測(cè)河道流量，同時(shí)觀測(cè)測(cè)驗(yàn)河段比降斷面的上下水位，試驗(yàn)河段的糙率用曼寧公式推算。

其中:n為河道糙率、A為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e、Q為河道中的流量、R為河段平均水力半徑、I河道比降。

2.3 斷面洪水監(jiān)測(cè)情況

在2007～2010年4年的洪水監(jiān)測(cè)測(cè)量過(guò)程中，斷面2－1、斷面2－2、斷面3－1、斷面3－2和斷面 3－3分別對(duì)黃水溝2007年7月10日、7月15日、2008年7月 20日、2009年 6月14日、7月5日和2010年6月23日的洪水過(guò)程進(jìn)行實(shí)測(cè)，各次洪水過(guò)程觀測(cè)項(xiàng)目有過(guò)水?dāng)嗝娉龃髷嗝鏈y(cè)量、水位觀測(cè)、流速儀法實(shí)測(cè)流量以及比降水位、流量的觀測(cè)。在以上7場(chǎng)洪水觀測(cè)過(guò)程中，在2－1、2－2斷面分別觀測(cè)水位 179次，3－1、3－2、3－3斷面分別觀測(cè)水位136余次，各觀測(cè)斷面測(cè)到了各次洪水變化的完整過(guò)程。7場(chǎng)洪水觀測(cè)過(guò)程中，在2－1、2－2斷面分別用流速儀法實(shí)測(cè)流量26份，其中，在2－1斷面測(cè)到最大洪峰流量68.7 m3/s，測(cè)到最小流量7.30 m3/s;在2－2斷面測(cè)到最大洪峰流量67.9 m3/s，測(cè)到最小流量0.553 m3/s。在3－1、3－2、3－3斷面分別用流速儀法實(shí)測(cè)流量19份，其中，在3－1斷面測(cè)到最大洪峰流量68.1 m3/s，測(cè)到最小流量 4.54 m3/s;在3－2斷面測(cè)到最大洪峰流量16.5 m3/s，測(cè)到最小流量 0.261 m3/s，在 3 －3 斷面測(cè)到最大洪峰流量 27.4 m3/s，測(cè)到最小流量 0.905 m3/s。

3 河道斷面糙率系數(shù)分析

3.1 河道過(guò)水?dāng)嗝娌诼氏禂?shù)

在2007年～2010年4年的洪水試驗(yàn)測(cè)量過(guò)程中，斷面1進(jìn)行了18次比降水位、流量的觀測(cè);斷面2－1進(jìn)行了14次比降水位、流量的觀測(cè);斷面2－2進(jìn)行了16次比降水位、流量的觀測(cè);斷面3－1進(jìn)行了14次比降水位、流量的觀測(cè);斷面3－2進(jìn)行了13次比降水位、流量的觀測(cè);斷面3－3進(jìn)行了12次比降水位、流量的觀測(cè)，各斷面比測(cè)試驗(yàn)成果見(jiàn)表1～表 3。

表1 黃水溝水文站測(cè)驗(yàn)斷面糙率分析計(jì)算成果

斷面糙率成果分析，黃水溝水文站測(cè)驗(yàn)斷面的糙率比較穩(wěn)定，測(cè)流斷面水位與流量關(guān)系比較穩(wěn)定，同時(shí)斷面水位與糙率相關(guān)關(guān)系呈帶狀分布，隨著水位和斷面流量的變化，斷面糙率的取值在0.013～0.036之間。黃水溝防洪閘處東支河道測(cè)驗(yàn)斷面，由于洪水前后斷面整體性沖淤變化較大，造成斷面水位與糙率關(guān)系點(diǎn)據(jù)分布散亂，斷面糙率的取值在0.018～0.063之間。黃水溝防洪閘處西支河道測(cè)驗(yàn)斷面的糙率極較穩(wěn)定，測(cè)流斷面水位與流量關(guān)系比較穩(wěn)定，同時(shí)斷面水位與糙率相關(guān)關(guān)系呈帶狀分布，隨著水位和斷面流量的變化，斷面糙率的取值在0.022～0.049之間。黃水溝在靜縣至先行鄉(xiāng)公路的三處公路橋3－1、3－2和3－3河道測(cè)驗(yàn)斷面的河床沖淤影響較大，但斷面河床為經(jīng)常性的局部性沖淤變化，由于過(guò)水?dāng)嗝婷娣e的沖淤互補(bǔ)，斷面糙率相對(duì)較穩(wěn)定，斷面水位與糙率相關(guān)關(guān)系也呈帶狀分布，斷面3－1的糙率取值在 0.026～0.047之間，斷面 3－2的糙率取值在0.023～0.045之間，斷面 3－3的糙率取值在 0.028～0.060之間。

表2 黃水溝防洪閘處東支和西支河道測(cè)驗(yàn)斷面糙率分析計(jì)算成果

3 結(jié)語(yǔ)

由于黃水溝特殊的地理位置，肩負(fù)著和靜縣的鄉(xiāng)、農(nóng)場(chǎng)和農(nóng)二師團(tuán)場(chǎng)的工農(nóng)業(yè)用水及人蓄飲水的重任，同時(shí)沿河道兩岸還修建有公路、鐵路和工業(yè)園區(qū)等，從它的洪水沿程斷面變化特征來(lái)看，黃水溝出山口由于河道縱坡坡降較大，洪水主流左右擺動(dòng)沖刷成幾條較大的支溝，同時(shí)從斷面河床的穩(wěn)定性來(lái)講，河道河床組成向下游由卵石河床逐漸演變?yōu)樯呈哟?，洪水?duì)下游河道斷面的河床沖淤影響較大，在每次洪水時(shí)斷面河床整體性沖淤變化較大，是造成斷面水位與糙率關(guān)系點(diǎn)據(jù)分布散亂的主要原因。

表3 黃水溝在靜縣至先行鄉(xiāng)公路處各測(cè)驗(yàn)斷面糙率分析計(jì)算成果