息縣水文站斷面變化及河道行洪能力分析

息縣水文站以上流域位于河南省南部，處于淮河中上游，流域形狀呈扇形，地勢以南部和西部為高，逐漸向東北傾斜。干流大致呈西—東走向，南岸多為山區，支流眾多，北岸以丘陵為主，小部分為平原洼地。流域內建有南灣、石山口兩座大型水庫和六座中型水庫，在浉河和小潢河上分別建有平橋和小龍山兩座攔河閘。流域面積10190km2，土壤多為輕粉質壤土、砂壤土和少量粉質黏土，植被較好，侵蝕沖刷不嚴重。本流域以淮河為界，淮南是亞熱帶北緣，屬于濕潤區，淮北是暖溫帶的南端，屬半濕潤區。汛期（6～9月）降雨受季風影響，一般每年4、5月份雨量開始逐漸增多，隨著江淮流域進入梅雨天氣，6月上中旬主汛期開始，7月底8月初相繼結束。多年平均年降水量1145mm，50%左右集中在汛期。

息縣站以上河道長度255km，測驗斷面為復式斷面，沙質河床，最大河寬2435m。1950年以來，息縣站發生最大流量超過5000m3/s 的洪水共9 次，分別發生在1954、1956、1960、1968、1975、1989、1991、2002、2005年。其中，1968年7月15日息縣站發生了建站以來歷史最大洪水，最高水位45.29m，最大流量15000 m3/s；2005年7月11日，息縣站發生了1968年以來最大洪水，最高水位43.33m， 最大流量6340m3/s，為建站以來第四位大洪水。

1991年淮河大水以后，中央加大了治淮投資力度，信陽市加固了10 個圩區，提高了部分河段堤防的防洪標準，鏟除了淮干童元、黃郢、建灣3 個行洪區的圩堤和影響淮河干流行洪的阻水工程和其他建筑物，擴大了淮干上、中游行洪通道，使淮河干流上、中游段的行洪能力有所提高。20 世紀90年代以后，隨著國民經濟和基礎設施建設的高速發展，建筑方面對河砂的需求量愈來愈大，淮河河砂開采量也隨之增大，開采范圍幾乎遍及整個淮河上、中游干支流河道，使得河道斷面從上而下河床逐年下切， 同級水位斷面面積增大。本次用實測資料來分析息縣站斷面和河道行洪能力的變化情況。

一、斷面變化

隨著河道上下游河砂的開采，息縣站基本水尺斷面河床逐年下切，斷面變化見圖1。比較2007年和1996年，11年期間河床最低點下切深度為3.42m；比較2017年和2007年，10年期間河床最低點下切深度為2.55m；從1996年到2017年，21年期間河床最低點下降了5.97m。斷面面積也有所增加，當息縣站達到警戒水位（41.50m）時，2007年相對1996年斷面面積增加400m2，2017年相對2007年斷面面積增加450m2。當息縣站達到保證水位（43.00m）時，2007年相對1996年斷面面積增加360m2，2017年相對2007年斷面面積增加440m2。詳見表1。

二、水位流速關系變化

通過對息縣站2005年、2010年、2016年3 次較大洪水水位流速關系的對比分析，如圖2 所示，2016年與往年相比，關系曲線明顯右移，在警戒水位（41.50m）以下時，同級水位情況下斷面平均流速增加0.20～0.50m/s 左右。

表1 息縣站斷面變化分析表

圖1 息縣站斷面變化比較圖

圖2 息縣站水位流速關系變化比較圖

三、水位流量關系變化

本次選取了息縣站2005年、2007年、2010年、2016年、2017年5 次較大洪水，相應水位流量關系線如圖3 所示，比較圖中關系線可看出，2017年與往年相比，關系曲線明顯右移，在警戒水位（41.50m）以下時，同級水位情況下流量增加800～1200m3/s 左右。

四、息縣站河道行洪能力綜合分析

圖3 息縣站水位流量關系變化比較圖

圖4 息縣站歷年洪峰水位流量關系曲線圖

息縣水文站屬淮河干流中游丘陵平原區控制站，河道比降較小，受洪水波附加比降的影響較大，左右岸支流眾多，大洪水時的水位流量關系比較復雜。因此，用實際洪水過程來確定息縣站河道行洪能力的變化，可以從歷年綜合水位與流量關系的總趨勢來進行分析比較。為了分析息縣站在2007年以后的行洪能力變化，用1950年～2006年和2007年以后的歷年最高水位最大流量組成兩個系列，繪制洪峰水位流量關系曲線如圖4 所示，由圖中比較可看出，2007年以后相對之前的洪峰水位流量關系，關系曲線的中下部偏右（同級水位流量增大）。

五、結論和建議

河道洪水是流域氣候條件和下墊面條件綜合作用的產物。受自然因素和人類活動的共同影響，近年來息縣站控制流域內下墊面及河道狀況發生了一定的變化，流域產匯流特性也相應有所變化。本次用實測資料分析認為息縣站中低級水位下河道行洪能力有所提高，保證水位（43.00m）以下同級水位流量增大。

近年來淮河上游干支流河道兩岸灘地種植了大量林木，相應束狹了河道高洪時的行洪通道；加之2018年以前河道采砂現象嚴重，主河槽內溝壑連綿，河床糙率特性變化，河槽調蓄作用增強，往往造成初汛洪水起漲時間滯后、峰現時間延長、峰形變緩；由于2007年以后沒有實測特大洪水資料的驗證，近似認為息縣站特大洪水時洪峰水位流量關系曲線的上部基本重合。以上這些情況在水文情報預報和抗洪搶險中需綜合考慮、科學運用■