松花江洪水對嫩江大賚站水位流量關系頂托影響分析

盛濱龍，盛長濱，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 流域概況和測站特性

嫩江為松花江的北源，發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的三岔河與第二松花江匯合，流入松花江。河道全長1370 km，流域面積29.7×104km2，河道比降一般在0.1%～0.004%范圍內；大賚站位于嫩江下游，地勢平坦，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，斷面穩定。

2 影響大賚站水位流量關系因素

實測流量是洪水波和河槽調蓄作用綜合影響的結果。水位流量關系線變化特征是各種水力因素對流量影響的具體表現。在測站控制穩定條件下，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存在。

3 水位和流量過程對比

2010年8月第二松花江發生了特大歷史性洪水，洪水峰高量大，持續時間長。而嫩江流域進入汛期沒有明顯大的降水過程，都是低水運行。從7月中旬開始水位、流量與扶余同步上漲，但是從7月29日大賚站流量出現反常現象，開始減小，到8月5日達到最小值，這些變化都與比降密切相關。見表1，其中水位、流量為日平均值，比降為實測瞬時值。

表12010年水文過程與水文特征值對照表

2010年洪水水位過程對比，2010年流量過程對比見圖1、圖2。結合圖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。當大賚水位達到125.65 m流量918 m3/s時，流量開始減小，也就是說：當大賚站達到流量918 m3/s扶余站流量1270 m3/s時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%達到最小值，這一過程可以看出：大賚站8月5日出現最小流量與扶余站出現洪峰幾乎同時。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。進一步表明：頂托影響隨著下游水位或流量達到最大而逐漸減弱。

圖12010年洪水水位過程對比表

圖22010年流量過程對比表

對比圖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，水位降低時流量卻增大，主要是受頂托影響。這種水位流量對應關系的改變，導致最高洪峰水位對應的洪峰流量最小，即下游水位越高下泄能力越弱，頂托影響越嚴重。總之，這種水位過程相同而流量過程相反的表現形勢就是頂托效應產生的結果。

4 水位流量關系線趨勢分析

對于嫩江下游出口控制站，因為下游水量的變化一般是緩變的，下游回水的頂托引起的比降變化亦是緩變的。因此，受變動回水影響時流量和各水力因素都是漸變的。時序繩套水位流量關系曲線由dH/dQ決定走向，見表2。2010年水位流量關系曲線見圖3。

對照圖3，頂托從②線A點水位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，達到最小值0.0015%，流量出現最小值184 m3/s。此時扶余站出現第一次洪峰。

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，水位上漲時流量增大。

表22010年大賚站水位流量關系特征統計表

圖32010年水位流量關系曲線圖

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

④線DE段：dH/dQ＞0，水位升高流量增大，水位下落過程中又一次上漲。

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

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 結語

以上分析說明：洪水遭遇產生的回水頂托影響，是復雜的洪水演變過程，水位流量關系線并不依賴于水位漲流量就大，水位落流量就小的規律。而是落差大的流量變化大，落差小的流量變化小。可見，比降落差變化是影響嫩江大賚站2010年水位流量關系的主要因素。因此，不失時機收集比降資料，了解比降落差變化情況，合理確定頂托影響時機是分析研究受變動回水影響水位流量關系的重要方法。