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        鐵力水文站水文特性分析

        2017-09-09 20:27:30孫侃劉丙賀王秋媛
        科技創(chuàng)新與應用 2017年25期
        關鍵詞:洪峰流量徑流量降水量

        孫侃 劉丙賀 王秋媛

        摘 要:介紹鐵力水文站測站的基本情況,從測驗河段水流形勢、上游來水來沙及水沙特性、斷面沖淤變化、水位流量關系、單沙斷沙關系等方面對鐵力水文站測站的特性進行分析,為做好水文測報工作提供參考。

        關鍵詞:降水量;洪水特性;水位流量關系;洪峰流量;徑流量

        中圖分類號:TV123 文獻標志碼:A 文章編號:2095-2945(2017)25-0180-02

        1 流域概況

        1.1 呼蘭河流域概況

        鐵力(二)站位于黑龍江省鐵力市鐵力鎮(zhèn),是呼蘭河上游主要控制站,屬國家二類精度站,地理坐標為東經(jīng)128°01′,北緯46°58′,集水面積1838km2,斷面以上河長95.3km,至河口的距離406km。

        1.2 測站基本情況

        鐵力水文站設于1951年,1988年斷面上遷300米至今,主要觀測項目有水位、流量、沙量、降水量、蒸發(fā)量、冰情、顆分等15項。

        1.3 測驗河段水流形勢

        在斷面上游14.5km處左岸有支流小呼蘭河匯入,河長74km,集水面積860km2,河道彎曲系數(shù)為1.48。在老爺府河段有一座攔河壩,把呼蘭河水引入桃山灌區(qū),斷面上游10km處有桃山渠首把呼蘭河水引入王揚灌區(qū),這兩處工程所引出的河水不流經(jīng)本站測流斷面?;緮嗝嫔?、下游各75m均為鐵路橋,靠河右岸有防洪堤壩,河段順直。左岸起點距-50.0m至15.0m(臺地)為壤土,15.0m至160.0m為細砂石,右岸160.0m至200.0m(臺地)為壤土,河床屬沖淤性河床,流域植被較差,斷面沖淤嚴重。

        2 上游來水來沙及水沙特性

        2.1 來水情況

        鐵力水文站洪水來源為上游區(qū)域暴雨和干流呼蘭河來水為主,有時也出現(xiàn)石長水位站以上支流及小呼蘭河等各支流來水隨機組成,一般情況下以小呼蘭河來水為主,洪水多發(fā)生在7、8月份。

        2.2 降水特征

        鐵力水文站2000-2012年平均降水量559.9mm,降水年內分布不均勻,降水主要集中在汛期6~9月份,汛期降水量可占年降水量的71.1%。1~5月和10~12月份的降水量占年降水量的28.9%。年降水量變差系數(shù)Cv值為0.21。詳見鐵力水文站多年月降水量表1。

        2.3 洪水特性

        呼蘭河屬山溪性河流,河流漂浮物多,洪峰滯留時間2~3小時,沙峰在洪峰前半小時左右出現(xiàn),洪峰型式為單峰型。根據(jù)實測資料,歷年最大洪峰流量為1200m3/s,歷年最高水位為209.28m;歷年最大日平均輸沙率為540kg/s;歷年平均輸沙率為2.09kg/s。見表2。

        從表2可以看出,鐵力水文站來水來沙主要集中在5-9月,徑流量占全年徑流量的73.6%,輸沙量占全年輸沙量的87.3%;輸沙量的變化趨勢與徑流量變化趨勢相對應。12-3月,河流受冰凍影響,徑流很小,輸沙量也很小,可以忽略。4-5月受天氣回暖,冰雪融化,形成明顯的春汛,這一期間徑流占年徑流的21%,輸沙量占年輸沙量的28%。6-8月由于季風影響,降水量偏多,又比較集中,占年降水量的62%,徑流量占年徑流量的50%左右,而輸沙量占年輸沙量的82%。9-11月降水減少,只占年降水量的16%,輸沙量隨著徑流的減小而減小,只占年輸沙量的2%。

        3 斷面沖淤變化

        本站測驗河段順直長度約1500m,河寬146m,流域植被較差,斷面沖淤嚴重,水位~流量關系隨沖淤變化呈臨時曲線,自一九九九年鐵路部門在斷面下游125m,距鐵路下行橋下游50m處,修筑一座高約70cm的攔河壩后,使水位~流量關系曲線變?yōu)閱我磺€。該站測驗斷面設在綏佳鐵路線99號橋處,在上行、下行兩座橋中間,距兩橋距離各約為75m,斷面右岸有沙洲,水位在206.00m時為兩股流,當水位高于206.50m時兩股流合二為一。由于兩岸高程控制不了年最高水位,當水位達到209.00m時,洪水逐漸向站房及灘地漫延,當水位下降時退回主槽。

        4 水位流量關系

        鐵力水文站Z~Q關系穩(wěn)定,測站控制較好,呈單一曲線,并能滿足曼寧公式,從水位-流量、水位-面積、水位-流速關系點分布情況可以看出,主要是洪水漲落對水位流量關系的影響不大,同時受斷面地形因素影響,存在測驗誤差;而冰期受到結冰或冰塞冰壩阻水影響,水位流量關系散亂,無法建立水位流量關系,采用連實測流量過程線法推求平均流量。

        5 單沙斷沙關系

        鐵力水文站單沙取樣在斷面起點距45.0m處,根據(jù)2000-2012年的單位含沙量與斷面平均含沙量關系圖,兩者關系基本呈45°直線,單斷沙關系換算關系k=Cs/C,系數(shù)為0.995,關系點均勻分布,關系較好。

        6 結束語

        呼蘭河流域屬山溪性河流,洪峰陡漲陡落,鐵力水文站斷面沖淤變化主要原因是洪水漲落對河床的沖刷影響,漲水時斷面變化不大,落水時沖刷淤積較為明顯,受降水間斷不均勻影響,第一次洪峰后有可能出現(xiàn)連續(xù)洪峰。水位流量穩(wěn)定,斷面控制良好,洪峰過程對斷面影響不大。單斷沙關系穩(wěn)定,關系線趨近于45°直線,斷面含沙量分布均勻。

        參考文獻:

        [1]水文資料整編規(guī)范[S].北京:水利水電出版社,2000.

        [2]河流流量測驗規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,1993.

        [3]張留柱,趙志貢,張法中.水文測驗學[M].鄭州:黃河水利出版社,2003.endprint

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