河床下切對雙橋水文站水文測報的影響及應(yīng)對措施探討

陳國安

（廣東省水文局江門水文分局，廣東 江門 529000）

1 概述

1.1 雙橋水文站概況

泗合水又（名雙橋水）發(fā)源于新興縣水臺鎮(zhèn)，貫穿鶴山市雙合鎮(zhèn)，全長30 km，流域面積為265 km2，較大支流有僑鄉(xiāng)水，僑鄉(xiāng)水全長30 km，流域面積為129 km2。泗合水干流設(shè)有雙橋水文站和吉塘、棠密、板村、布尚等4個雨量站，支流僑鄉(xiāng)水設(shè)有鎮(zhèn)海水庫水庫站。雙橋水文站位于鶴山市雙合鎮(zhèn)雙橋村，地處泗合水下游的干流上，為小河水文站，該站上游水利工程較少，對河流的水文特性影響較小，該站對小流域的研究有重要作用。

雙橋水文站于1958年設(shè)立，位于廣東省鶴山市雙合鎮(zhèn)雙橋村，站址以上集雨面積為131 km2，占泗合水流域總面積的49.4%（不包括僑鄉(xiāng)水支流則占96.3%），距離河口4.1 km，多年平均流量為3.51 m3/s。

雙橋站測驗河段穩(wěn)定、順直，平均河寬約50 m，水位高于5.3 m時出現(xiàn)漫灘，河寬100 m，兩岸均為沙質(zhì)土壤，河床為沙質(zhì)，近年來河段沖淤變化較大。雙橋站上下游2 km內(nèi)河兩岸基本為山體、農(nóng)田，植被覆蓋良好。雙橋站水尺和自記臺位于基本水尺斷面右岸，基本水尺斷面與流速儀測流斷面為同一斷面。

1.2 河床下切分析

隨著流域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，十幾年來，受到人類活動、采砂、河道整治以及“10·9”洪水等因素的綜合影響，對雙橋站所在河段的水動力和河床演變產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，河床出現(xiàn)了新的變化趨勢，尤其是受河道整治、采砂活動影響，水文站所在大斷面下切嚴(yán)重，下切超過了2.0 m，河床受到嚴(yán)重沖刷，水流變深，河槽容積增大。

通過收集雙橋站1965—2018年共54年的實測大斷面數(shù)據(jù)，將其繪制成圖，如圖1所示。從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，十幾年來雙橋站所在河道斷面河床下切的情況具有以下幾個特點：①2006年以前斷面有沖有淤，總體上以沖刷為主，但沖刷不大，河床下切較為緩慢，在相同水位下，過水?dāng)嗝婷娣e緩慢增大，斷面的深泓線比較穩(wěn)定，兩岸的河床基本保持不變。②水位低于5.0 m時，河水不漫灘，水流歸槽集中在0～50 m范圍內(nèi)，2006年以前河槽右岸受水流沖刷，河底高程有升有降，但升降幅度很小。2007年開始，河床開始明顯下切，河槽10～40 m范圍內(nèi)平均下切約2.0 m，2015—2018年沖刷更為嚴(yán)重，最大刷深處發(fā)生在距離右岸25 m處，刷深達(dá)1.1 m。

圖1 雙橋站1965—2018年實測大斷面圖

2 河床下切對雙橋站水文要素的影響分析

2.1 水位要素

雙橋站1965—2018年年平均水位變化情況如圖2所示。雙橋站無論是年平均水位還是年最低水位，都是經(jīng)歷了先緩慢上升后緩慢下降，2007年開始迅速下降的過程。1965—2006年的年平均水位和年最低水位均處于平穩(wěn)階段，從2007年開始年平均水位和年最低水位出現(xiàn)了趨勢性地快速下降。年最高水位雖然也出現(xiàn)了下降，但由于每年最大洪水場次不一樣，所以年最高水位沒有呈現(xiàn)趨勢性地下降。

圖2 雙橋站1965—2018年年平均水位變化情況

2.2 斷面面積要素

雙橋站2006年及之前的河道測驗斷面形狀變化較小，沖淤不明顯，斷面過水面積變化不大；2006年后河床被急劇沖刷，河槽加深向河中間略偏移，水位為5.0 m時，2005—2010年斷面過水面積增大了7%，主要是主槽下切；2010—2018年河床被沖刷急劇增大，整個河床均明顯下切，水位為5.0 m時，斷面過水面積急劇增大了51%。

2.3 水位流量關(guān)系要素

收集了雙橋站1965—2018年的水位流量關(guān)系綜合曲線資料，從綜合曲線的變化可以得出，1965—2006年的綜合曲線變化不大，主要是由于河道測驗斷面的河床沒有發(fā)生大的變化。

而2007—2018年的水位流量關(guān)系曲線都是快速整體向下平移，各級水位均明顯向下偏移，說明河道測驗斷面河槽整體連續(xù)下切，主要是受到采沙、河道整治的影響，河床不斷下切，過水面積增大，同一水位下流量增大[1]。

從雙橋站歷年的水位流量關(guān)系可以看出，2007年以前水位流量關(guān)系穩(wěn)定，不同流量的水位有增大也有減小，但增減幅度不大，流量為50 m3/s時1965—2006年水位為3.8～4.2 m，流量為100 m3/s時1965—2006年水位為4.8～5.2 m。2007年以后同流量的水位趨勢性下降，50 m3/s時水位由2006年的4.10 m下降到2018年的2.46 m，下降了1.64 m；流量為100 m3/s時水位由2006年的4.83 m下降到2018年的3.25 m，下降了1.58 m，各級流量條件下水位下降的幅度在1.5～1.7 m。2007年以來，因采沙、河道整治而造成的水位下降幅度約為1.6 m。

3 河床下切下雙橋站水文測報應(yīng)對措施探討

3.1 水文測驗方面

水位測驗應(yīng)對措施：雙橋站年最低水位逐年下降，2006年實測年最低水位為2.16 m，到2018年實測年最低水位已下降到0.35 m，原有的水位觀測設(shè)施已不滿足要求。為滿足水位觀測、記錄的需要，增設(shè)了觀測水尺，加深了觀測水井，2018年新增雷達(dá)水位計，確保今后低水正常記錄[2]。

流量測驗應(yīng)對措施：受河道測驗斷面下切影響，水位流量關(guān)系曲線整體往下偏移，且水位流量關(guān)系變得復(fù)雜，需要調(diào)整和增加流速測驗垂線數(shù)目，增加流量測驗數(shù)量[3]，需要采用先進(jìn)在線測流儀器。

河道斷面測驗應(yīng)對措施：受斷面迅速下切影響，需要增加大斷面監(jiān)測次數(shù)，調(diào)整和增加大斷面測驗垂線數(shù)目[3]。另外需要對右岸纜道房基礎(chǔ)和上下游堤圍進(jìn)行加固，防止發(fā)生大洪水時纜道房、堤圍出現(xiàn)險情。

3.2 水文資料整編方面

在水文資料整編方面，水位摘錄、流量資料還是按原有的方法整編[4]，但水位流量關(guān)系的變化、流量測驗數(shù)量的增加、河道大斷面測驗次數(shù)的增加等大大增加了整編的工作量，整編工作方式需要作出調(diào)整。

3.3 水文報汛方面

雙橋站水位原有方式是通過浮子式水位計和遙測系統(tǒng)實現(xiàn)自動測報，但存在低水測不到的情況，因此2018年新增了雷達(dá)水位計，流量數(shù)據(jù)還是按照水位-流量關(guān)系的方式來實現(xiàn)自動測報。

4 結(jié)語

近十幾年來，雙橋水文站因河道采砂、河道整治等因素河床下切，使得水位、過水?dāng)嗝婷娣e、流量等水文要素發(fā)生了很大變化。測驗斷面出現(xiàn)了非天然影響因素，致使年最低水位突然產(chǎn)生連續(xù)性急劇下降趨勢，該站水文要素的變化使得資料序列的一致性受到很大影響，為今后的利用增加了難度[5-6]。原有的水文測報、整編、報汛方案均需做適當(dāng)修改，經(jīng)過分析研究后決定，通過增設(shè)觀測水尺、加深觀測水井、安裝雷達(dá)水位計、加固纜道房和堤圍等方式，保證水文要素的全面自動監(jiān)測、報汛和整編。