淺談授賢橡膠壩對沂河港上站水位流量關系的影響
王勇成,馬慶樓
(江蘇省水文水資源勘測局徐州分局,江蘇徐州221000)
摘要:2015年港上站下游八公里處建有授賢橡膠壩,自橡膠壩建成以來,港上站的水位流量關系發生了很大變化,原來較為穩定的水位流量關系因受下游閘門以及橡膠壩調節影響,關系點較為散亂。對港上站水位流量關系的研究,有助于認識新情況下港上水文站測驗斷面水情特點,從而指導水文測驗工作。
關鍵詞:橡膠壩、水位流量關系、水文測驗
1河道、測站概況
沂河發源于沂蒙山區的魯山,于邳州市齊村入我市境內,至苗圩附近注入駱馬湖。省界以上流域面積10522km2,駱馬湖以上11242km2,從河源至駱馬湖全長333km,其中邳州境內長45.5km。境內主要支流有白馬河、浪青河、新戴河,皆由左岸匯入[1]。
港上水文站位于邳州市港上鎮港西村西約750m的沂河上,該站建于1963年,當時為雨量站,1971年改級為汛期水位站,1972年又升級為水文站,控制流域面積10522km2,觀測項目有降水、水位、流量、泥沙、地下水以及水質等。該站警戒水位34.50m,設站以來,實測最高水位35.59m(1974年8月14日,廢黃河口基面),實測最大流量7400m3/s(2020年8月15日),最大年徑流量41.42億 m3(2003年)。1971、1990、1991、1993年最高水位均超過35.00m。
2015年港上站下游8公里處建有授賢橡膠壩一處,沂河授賢橡膠壩位于沂河省界右岸樁號11+800處,設計防洪標準為50年一遇,工程由橡膠壩、調節閘、充排水泵房、發電站、綠化景觀及管理設施等部分組成。 橡膠壩主體工程投資8700萬元,生態景觀及駁岸整治3600萬元。設計防洪標準為50年一遇,行洪流量8000m3/s,行洪水位上游34.25m,下游34.05m;設計壩高4.5m,壩上蓄水位29.5m,蓄水量為2770萬m3;壩全長500m,其中主壩袋總長300m,底板高程25.0m,工程等別為三等。
自橡膠壩建成以來,港上站的水位流量關系發生了很大變化,原來較為穩定的水位流量關系因受下游閘門以及橡膠壩調節影響,關系點較為散亂。對港上站水位流量關系的研究,有助于認識新情況下港上水文站測驗斷面水情特點,從而指導水文測驗工作的開展。
2資料選用
此次分析采用2011年橡膠壩建壩前與2019年橡膠壩建壩后的水位流量關系進行分析,發現水位流量關系受橡膠壩影響變化較大,參與比較的是編號為110821的洪水與編號為190807的洪水。110821號洪水最低水位27.59m,最小流量0m3/s;最高水位30.01m,最大流量1100m3/s。190807號洪水最低水位29.37m,最小流量30.0 m3/s;最高水位30.34m,最大流量1030m3/s。兩場洪水的起始流量與洪峰流量皆較為接近,具有一定的可比性。一場洪水為橡膠壩建壩前,一場為建壩后,具有一定的代表性。具體見表1
表1 編號110821與190807洪水水位流量關系對比
編號110821洪水 | 編號190807洪水 | ||
水位 | 流量 | 水位 | 流量 |
27.59 | 0 | 29.76 | 30.0 |
27.80 | 19.1 | 29.66 | 65.8 |
28.12 | 55.5 | 29.43 | 135 |
28.40 | 118 | 29.37 | 129 |
28.36 | 112 | 29.56 | 408 |
28.79 | 237 | 30.08 | 601 |
29.05 | 406 | 30.34 | 869 |
28.97 | 348 | 29.98 | 1030 |
29.39 | 622 | 29.72 | 928 |
29.84 | 1000 | 29.53 | 857 |
30.01 | 1100 | 29.47 | 837 |
29.95 | 1080 | 29.41 | 829 |
29.88 | 1000 | 29.38 | 826 |
29.86 | 994 | 29.26 | 778 |
29.64 | 796 | 29.02 | 603 |
29.20 | 487 | 28.94 | 545 |
29.06 | 401 | 28.74 | 412 |
28.70 | 192 | 28.62 | 349 |
28.44 | 124 | 28.52 | 161 |
28.10 | 46.5 | ||
27.90 | 19.1 | ||
27.67 | 4.76 | ||
27.62 | 0 |
3洪水過程對比
編號為110821的洪水過程顯示:水位從很低處27.59m起漲,水位流量關系較好,基本上呈一一對應的關系,接近單一線。最高水位處基本對應最大流量,漲水落水水位流量關系基本無差異。編號為190807的洪水過程顯示:水位從較高處29.37m起漲,水位流量關系明顯較差,基本上呈繩套形狀,非單一線。最高水位處不對應最大流量,漲水落水水位流量關系差異明顯,漲水時流量變化較為平緩,落水時流量變化很快,同一水位下落水流量明顯大于漲水流量,區別于僅受洪水漲落影響下的水位流量關系[2],僅受洪水漲落影響時,水位流量關系雖然也是繩套形式,但同一水位時,漲水過程的流量明顯大于落水過程。具體見圖1。
4結論
通過建壩前后港上站水位流量過程的對比,可以知道:橡膠壩的建設,使得沂河港上站起漲流量不為0,且基本水尺斷面的水位達到起漲前的29.80m左右,從編號190807洪水明顯可以看出,橡膠壩在洪水來臨前提前泄水,造成流量增加但水位降低的情況。橡膠壩的建設增加了地區水資源的利用效率,也給水文測驗提出了新的要求,要想精確計算從港上進入駱馬湖的水資源量,需要增加測次,改進測驗方式方法,以精確控制流量變化的轉折點,準確計算沂河進入駱馬湖的水資源量。平水期,可以適當增加測次,采用連實測流量過程線法定線推流;起漲時,受橡膠壩影響,水位雖變化很小,但流量變化卻很大,需加密測次,一般用連實測流量過程線法定線推流;上游持續降水,橡膠壩影響因素消失,用連時序法、臨時曲線法定線推流。在實際工作中,經常會遇到測流時,橡膠壩突然放水的現象,影響定線推流的精度,對此我們正積極探索用蓄變曲線定線推流[3]。
參考文獻
[1]李明武,王勇成,唐文學.沂河流量測驗的落差指數法分析 [J],治淮,2012(07):9-10.
[2] 劉東生,陳松生,魏進春等.GB 50179-2015 河流流量測驗規范[S].北京:中國計劃出版社,2015
[3]張文存.山區城鎮橡膠壩對流量測驗的影響[J],河南水利與南水北調,2012(12):7-8.
作者簡介:王勇成(1980-),男,江蘇連云港人,工學學士,高級工程師,研究方向為水文水資源。