六安水文水资源局润河集水文站安徽省六安市237000
摘要：受临淮岗洪水控制工程的建设影响，润河集水文站断面河道水流运动规律，水位与流量关系产生异变；河道多年平均水位、各种保证率水位也发生变化。本文根据1995年~2016年润河集实测流量、逐日平均水位等资料，经计算、分析得出临淮洪水控制工程对润河集站的水位流量关系以及其他重要水文要素值的量化影响。为分析水利工程对上游河道水流特性影响提供参考。
关键词：临淮岗；润河集；水位流量关系；多年平均水位；各种保证率水位
0引言
润河集水文站位于淮河干流中游，集水面积40360km2，距河口距离365km。1951年设站，具有较长系列的连续资料。随着国家对水利方面的重视和投入的加大，2006年在距离润河集水文站下游30km处建成临淮岗洪水控制工程，临淮岗工程位于淮河干流中游，集水面积42200km2，其主体工程地处润河集与正阳关之间，跨霍邱、颍上、阜南三县。临淮岗工程的建成改变了上游的水流特性。
1对润河集站断面水位流量关系的影响
1.1单一曲线的基本原理
一个测站的水位流量关系，是指测站基本水尺断面的水位与通过该断面的流量之间的关系。如测验断面不在基本水尺断面进行，只要测流断面与基本水尺断面相距不远，其间无支流汇入或分出，则两处的流量基本相等，仍可直接建立水位流量关系。稳定的水位流量关系（即水位流量关系曲线呈单一抛物线型）可用曼宁公式进行说明。
……………………………………（1）
式中：为断面平均流速，；
为河床糙率；
为水力半径，；
为水面比降。
…………………………（2）
式中：为断面流量，；
为断面面积，。
由式（2）可知，要使水位流量关系保持稳定，必须在同一水位G下，F、R、n、i等水利因素保持不变；或虽有变化但对水位流量关系的影响能相互补偿，则在同一水位下就只有一个相应的流量Q，水位流量关系就呈单一曲线，这种关系就比较稳定。受水利工程影响的河段，水面比降i变化比较明显，使得过水断面的面积发生变化，见图1。
图1受工程影响的水面比降变化示意图
在图1中，假定AB为天然河道的正常水面线，CD为受工程影响的水面线，M为水位、流量测验断面。由于下游工程的调节影响，工程场址处的水面高程增大，在受影响的河段范围内水面比降减小。而且，随着工程影响的增大，水面比降逐渐减小，CD线将更加平缓。根据曼宁公式，在M处同一水位下，流速减小，相应的流量也随之减少，一个水位就有不同的流量。因此，水位流量关系不稳定，这就是受工程影响水位流量关系稳定的最主要的因素之一。
1.2润河集站水位流量关系受临淮岗工程的影响对比
具有稳定水位流量关系的水文测验断面是水文测站位置的首选，天然河道流量测验断面的选择较为简单，选择空间也比较广，只要断面顺直，远离回水影响区域，断面冲淤变化不大或各水力因素能够相互补偿，就能使水位流量关系呈单一曲线或在受洪水涨落影响下的绳套关系。临淮岗工程建设前润河集断面基本为天然河道，水位流量关系较为稳定。图2为临淮岗洪水工程建设前的水位流量总点图，图3为临淮岗洪水控制工程建设后的水位流量总点图。
图2.临淮岗工程建设前润河集2000-2005年水位流量总点图
图3.临淮岗工程建设后润河集2006-2016年水位流量总点图
经过比较，发现临淮岗工程建设前后润河集站水位流量关系变化明显，得到以下结论：
1.建闸前水位流量关系较为稳定，近似呈单一关系；
2.建闸后水位流量关系紊乱，大部分流量小于1000m3/s的测点受闸门启闭影响较为显著；高水部分呈现带状分布，但关系紊乱；
3.建闸后在大水年（2007年）高水部分仍呈现单一（绳套）关系，这是由于高水部分时闸门提出水面，水流不受水工建筑物控制。
因此，临淮岗洪水控制工程对润河集断面水位流量关系影响显著。
2.对润河集断面多年平均水位（平均水位，平均最高、最低水位）的影响
本文分别收集了建闸前后各10年的连续水位资料，经过前后特征水位对照，计算平均水位的变化，具体见表1。
表1建闸前后润河集站特征水位统计表水位：m
经计算，建闸后平均水位增长2.06m、平均最高水位降低0.76m、平均最低水位增长2.12m。临淮岗工程的运行抬高了上游河道的多年平均水位。
3.对润河集断面各种保证率水位的影响
保证率水位即一年中有多少天的日平均水位是高于或者等于某一水位，是河道通航能力的指标。由于临淮岗工程闸门控制，必然使得上游平均水位提高，有利于河道通航。建闸前后润河集断面各种保证率水位变化如图4、表2所示：
图4临淮岗建闸前后润河集站各种保证率水位变化对比
经过对上图的分析得出以下结论：
1.建闸后各种保证率水位变幅减小；
2.建闸后较长时间的保证率水位大幅度提高，更好的保证河道通航；
3.建闸后，由于工程调度，大幅度削减了洪峰，提高了河道的行洪能力。
因此，由于临淮岗洪水控制工程，使得润河集站断面以上通航条件显著提高；由于工程调度，大幅削减了洪峰，提高河道行洪能力。
4.结论
本文通过比较临淮岗工程建设前后，润河集水文站断面的水位流量关系变化、多年平均水位变化、各种保证率水位的变化得到以下结论：
1.由于临淮岗工程建设，润河集水文站水位流量关系紊乱，测站控制差；
2建闸后润河集断面多年平均水位增长2.06m、平均最高水位降低0.76m、平均最低水位增长2.12m；
3.建闸后各种保证率水位变幅减小；较长时间的保证率水位大幅度提高，更好的保证河道通航；由于工程调度，大幅度削减了洪峰，提高了河道的行洪能力。
临淮岗工程在一定程度上对上游水文站的水位流量关系造成了影响，给该区域的水文测验、水资源计算、流域水文预报带来了一定的困难；另一方面，河道的通航能力以及行洪能力由于临淮岗工程的建设有所提升。
参考文献：
［1］GB50179-2015，河流流量测验规范［S］
［2］王安强，水利工程影响下稳定水位流量关系断面的选择［M］
［作者简介］王敬争（1988-），男，河南博爱人，助理工程师，主要从事水文测验、资料整编、水文分析工作。