北運河楊洼水文站水文數據分析

楊海龍

【摘 要】對北運河楊洼水文站2017年水位、流量、出境水量、降雨量等水文數據進行數據分析，運用excel數據擬合曲線分析，得出歷年水位流量變化曲線。對楊洼站典型暴雨進行數據分析，為上游調度提供數據支撐，確保下游防洪安全。

【關鍵詞】楊洼水文站；水位流量；典型暴雨

北運河是流經北京市東郊和天津市的一條河流，為海河的支流。干流通州至天津也即京杭大運河的北段。古稱白河、沾水和潞河。其上游為溫榆河，源于軍都山南麓，自西北而東南，至通州與通惠河相匯合后始稱北運河。發源于北京市昌平區及海淀區一帶。向南流入通州區，在通州區北關上游稱做溫榆河。然后流經河北省香河縣、天津市武清區、在天津市大紅橋匯入海河。北京市界內全長89.4公里，流域面積4293km2，承擔著北京城區90%的排水任務，是北京市主要的排水河道。隨著通州成為北京城市副中心，北運河防洪安全變得更為突出和重要。楊洼閘作為北運河在北京市境內最后一座控制性水工建筑物，楊洼水文站目前作為北運河管理處唯一的水文站，其提供的水文數據為京津冀三省市的防洪安全、北運河流域的防汛調度、水資源的合理利用提供了可靠的數據支撐。

一、概況

楊洼攔河閘是北運河在北京市境內最后一座控制性攔河建筑物，楊洼水文站坐落于此，楊洼水文站成立于1989年7月，站址位于北京市通州區西集鎮楊家洼村村南，距北關分洪樞紐約48公里，距榆林莊閘約16公里，區域地理坐標北緯39°36′～40°02′，東經116°32′～116°56′。測驗項目有水位、流量、降水量、水文調查、目測冰情。在京津冀三省市防汛抗旱工作中發揮著重要作用，主要為防洪排澇、水文、水資源開發利用等收集基礎資料。

該站測驗河段長1200m、矩形斷面，河床地層以各類砂土層和黏性土層為主，分布（15m）由淺至深依次為淤泥質砂2.7m、含細粒土砂3.3m、級配不良砂4.8m、低液限黏土4.2m。左右岸均為干砌石護坡，坡比1：2.5；斷面在洪水期沖於變化較大，由于下游河北香河王家擺橡膠壩影響，平水期淤積嚴重，斷面最大寬度160m，無漫灘、回水、分流、串溝等。實測最高水位14.85m；出現日期1994年7月13日；相應流量870m3/s。實測最大流量884m3/s；出現日期2016年7月20日；相應水位13.81m；施測方法（浮標）。

二、楊洼水文站數據分析

楊洼站自建站以來，對水文數據進行不間斷的監測和分析，特別是遇較大洪水時，對楊洼攔河閘加密測次，努力做好洪峰、洪量和洪水過程線的收集整理工作。

根據楊洼水文站觀測數據，通過excel，繪制流量分布曲線圖。如圖1所示，楊洼水文站2017年逐月平均流量分析表明，該年最大流量為6月23日的246m3/s；最小流量為6月16日的0.00m3/s；全年平均流量為26.6m3/s。圖2所示全年平均徑流量為8.723*108m3。

通過對2017年7月份日平均流量進行excel擬合曲線分析，Y=-0.5697X+54.028，R2=0.0535。

通過對2017年8月份日平均流量進行excel擬合曲線分析，

Y=0.063X+48.47，R2=0.000。

三、楊洼站典型暴雨洪水分析

（一）北運河地質條件

北運河流域位于華北平原的最北端，流域中山區面積較小，包括丘陵面積約1000km2，處于山前迎風坡的有利地形，受大氣回流的影響，年降水量高于全市均值。平原地區屬于永定河沖洪積扇的一部分，形成西北部高東南部低的特殊地形，有利于暴雨的形成，是北京市的暴雨中心多發區之一。山前區坡度較大、植被差，如遇暴雨極易發生山洪，山區與平原區地區地形變化短，高差大，坡陡流急，山區洪水大量涌入平原。

（二）北運河流域降雨特征

北運河流域屬于大陸性季風氣候，流域多年平均降雨量為582mm。1999年以來遭遇連續9年干旱，年平均降雨量為435mm，比多年平均減少25%。降雨量年內年際間分配不均勻，75%-85%降雨集中在汛期，且多集中在7、8月間的幾場大暴雨，易形成洪峰，且具有峰高、量大、流急的特征。

（三）2012年7.21楊洼站降雨分析

2012年7月21日9時至22日4時，受東移南下的冷空氣和西南氣流的共同影響下，全市范圍普降大暴雨，局地出現特大暴雨。這場暴雨，總歷時19小時，主要集中在21日14時至22日4時的14個小時，全市平均降雨量達170毫米，城區平均215毫米，是新中國成立以來的最大降雨。受此影響，午后北運河流域開始出現大暴雨，平均降雨量179.1毫米，北運河管理處自有雨量觀測點最大降雨量為泗上閘管理所223.4毫米。降雨最大點為海淀羊坊閘257.0mm，楊洼站實測降雨量173.0mm，小時最大雨強81.0mm。如圖5所示，上游最高水位13.80m，下游最高水位13.79m，實測最大流量844m3/s，下泄水量7724萬方。

（四）2016年7.20楊洼站降雨分析

2016年7月，受黃淮氣旋北上的影響，從19日凌晨開始至20日夜間，北京出現大暴雨過程，全市平均降雨量212.6mm，城市平均274mm，最大降雨點門頭溝東山村453.7mm；北運河流域平均降雨254.3mm，最大降雨點海淀溫泉391mm，最大小時雨強海淀溫泉79.5mm，整個降雨過程楊洼站實測降雨量132.4mm（19日30.3mm，20日90.5mm，21日11.6mm）；如圖6所示，上游最高水位13.80m，下游最高水位13.78m，實測最大流量884m3/s，下泄水量9236萬方，此次洪水行洪歷時達63小時。

（五）兩次強降雨過程中，楊洼閘管理所均按照上級防辦要求，提前滕庫，使楊洼閘閘前水位降至最低，但洪峰到達后楊洼水文站水位均達到10年一遇水位。具體原因分析如下：

1.楊洼攔河閘作為北京市下游最后一座控制性水工建筑物，下游1公里外，為河北省香河縣，其防洪標準為20年一遇標準，隨著2006年楊洼閘重建后，標準由20年一遇提高至50年一遇洪水設計，100年一遇洪水校核。洪水到達楊洼閘后洪水不能充分下泄，兩處防洪標準的差異導致楊洼閘防洪功能未能充分發揮。同時為減輕河北省的行洪壓力，北運河防辦進行合理錯峰，充分利用北關分洪閘使洪水從運潮減河分向潮白河。

2.行洪障礙多，洪水下泄不暢暴雨在行洪過程中，因北運河河道下游疏于疏浚，致使其淤積嚴重，洪水下泄不暢，尤其是運潮減河和北運河潞灣橡膠壩以下，洪水下泄不暢。據初略測量估算，運潮減河淤積量達54萬m3，河道平均淤高1m，導致如按照分洪方案進行分洪，實際過流減小，使北運河下游行洪壓力加大。潞灣橡膠壩以下至榆林莊閘估算淤積量達35萬m3，導致該段河道水位超過20年一遇洪水時，高水位持續時間長。

3.北運河下游通州段受歷史遺留問題的影響，一些灘地內樹木較多，灘地過水后一些樹木倒伏隨洪水下泄，致使榆林莊閘和楊洼閘閘前均有卡樹現象發生，致使河道行洪不暢，洪水難以順利下泄。

四、結語

近兩年隨著北運河和潮白河綜合治理的開展，對北運河河道進行了疏浚，北運河的堤防進行了有效的加固，溫榆河全段提防等級提升至50年一遇標準。北運河防辦也與河北和天津兩地進行積極對接，信息共享，及時溝通，使北運河的洪水能夠安全下泄，水資源也得到更好的利用。隨著河長制的實施，北運河河道內違章違建違法種植等問題正在逐步解決。目前北運河正在建設尹各莊蓄滯洪區可蓄滯洪水900萬方；延芳淀濕地公園正在設計當中。相信北運河將以更完善的指揮體系、更科學的指揮平臺、更合理的洪水調度、更高要求的防汛標準，打好北運河流域防洪調度攻堅戰。

【參考文獻】

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