涝店水位站预警水位确定技术分析

张晓玲

摘要：近年来，随着陕西省中小河流水文监测系统建设项目的实施，我省相继新建成了一批水文站、水位站。为了充分发挥中小河流新建水文站、水位站遥测设备的作用，更好的为各级防汛指挥部门防汛决策提供可靠技术支撑，最大限度的减少中小河流洪水灾害给沿河人民群众生命财产造成的损失，通过了解情况、现场踏勘、工程测量、收集资料、分析计算等工作，依据陕西省水文局编制的《陕西省新建水文、水位站防汛指标确定编制大纲》确定涝店水位站预警水位指标，最终编写形成本文。

关键词：概况；分析计算；预警水位；

1测站概况

1.1水位站基本情况

涝店水位站建于涝河上，是涝河下游干流控制站，位于西安市鄠邑区涝店乡涝店村，是2012年6月建设的水位—雨量一体化自动观测站，控制流域面积425km2，河长36.8km，平均比降7.58‰。

涝店水位站主要是收集涝河下游干流基本水文信息，并担负着为下游部分乡镇工农业生产服务的防汛任务。测验项目为水位、雨量，测验方式为有人看管，无人值守。水位、雨量信息采用移动GPRS通信模块自动传输，太阳能供电系统。涝店水位站流域水系详见图1。

图1涝店水位站水系站网图

1.2流域概况

涝河古称潦水，是户县境内最长的一条河流，属渭河一级支流，流域地形是南高北低，地质地貌比较复杂。涝河发源于秦岭山区内的东涝河和西涝河，峪口以上为土石山区，山势峻峭，岭嵴在海拔2500m以上。其中东涝河发源于静峪垴，海拔达3015m，流域大部分被森林覆盖。西涝河发源于秦岭梁，两河交汇后北流，从涝峪口出山。流经户县森林景区管理局涝峪区、石井镇、甘亭镇，余下镇、涝店镇，后于渭丰镇注入渭河。涝河全长82km，总流域面积663km2，其中峪口以上山区流域面积347km2，平原流域面积316km2，河道平均比降9.5‰，多年平均径流1.179亿m3，多年平均输沙量11.4万t。

涝河及各支流出山后，为平原区，按地貌特征可分为秦岭北麓山前洪积扇、扇缘洼地、黄土台原、渭河阶地及河漫滩地，地面从南向北，从西向东微度倾斜，土层深厚，土质肥沃，是户县的粮棉产区。

1.3水文与气象

涝河流域水汽的来源是太平洋和印度洋的暖湿气流，从气候成因分析，流域降水可分春、夏和秋季雨，春季暴雨多出现在4、5月份，其量级有时也较大，可形成当年最大洪水；夏季暴雨强度、量级和笼罩面积均较大，局部出现雷阵雨，有时可出现洪灾；秋季副热带高压逐渐南撤，冷暖空气对峙，流域多出现连续阴雨天气。全流域暴雨空间分布由南向北递减，暴雨多发于流域秦岭山脉分水岭一带，如木子坪、八里坪及黑山岔雨量站，历年最大次降水量达84.6—114.3㎜。

涝河属山溪性河流，洪水涨落较快。洪水主要由暴雨或秋季连续阴雨形成，暴雨的特性决定着洪水特性，洪水发生期与降水期基本一致，一般由4月开始至10月基本结束，洪水多发生在7—9月。由于涝河发源于秦岭，流域面积相对较小，且流程短，比降大，因此洪水特征表现为汇流历时短，传播速度快，峰型多为尖瘦型，历时一般1—2天，但由秋季连续阴雨形成的洪峰，峰型矮胖，历时较长。

涝河峪口以下为平原区，地势平坦且大部分为农田，其产流条件较差，故同期下游的洪水主要来源于山区洪水。

1.4水利工程及防护对象调查

涝店水位站下游10km处有1座涝河大桥，下游两岸有居民点。水位站至涝河入渭河口河段已全部进行了治理，河道两岸修建有30—50年一遇洪水不等标准堤防。涝店水位站所在地涝店镇位于涝河右岸，可作为防护对象分析确定预警水位。该河段建有较高标准防洪堤，防护能力为30年一遇洪水。

2测验河段断面概况

涝河涝店水位站位于涝河峪口以下平原区，测验河段基本顺直，左、右岸为公路护坡。河床由砂卵石组成，冲淤变化不大，河床相对稳定，中低水时中泓偏左岸。

2.1水位站基本断面情况

涝河涝店水位站，于2018年5月进行了基本断面测量，断面现状见图2。

式中Q—过水断面流量（m3/s）；

A—过水断面面积（m2）；

n—河床糙率；

R—过水断面水力半径（m）；

I—水面比降。

过水断面面积A根据实测基本断面资料计算；水面比降用实测河段比降I=0.0005，糙率按测验河段特征，对照糙率表确定n=0.038，涝店水位—流量关系曲线见图3。

图3涝河涝店水位站水位—流量关系曲线

3预警水位确定

3.1不同重现期设计洪水推求

（1）经验公式法

涝河涝店站位于涝河下游干流，本站无整编水文资料成果，根据其所处位置，设计洪水采用《西安市实用水文手册》（以下简称《手册》）推荐的西安地区渭河南流域经验公式法估算。

计算公式如下：

QN=KN*Fn

式中：QN—重现期为N的洪峰流量（m3/s）；

F—流域面积（km2）；

n—流域面积指数，根据涝店水位站控制流域面积425km2＞50km2，n取值0.465；

KN—随重现期N而变的经验参数，详见表1。

表1涝河涝店站不同重现期洪水流量成果统计表

从表3可以看出，两种方法计算所得不同设计重现期下的洪峰流量，差异较大。由于经验公式法形式相对简单，考虑的洪水成因少，可靠性较低；而涝峪口站拥有可靠、连续、一致、代表性强的整编水文资料，计算结果精确，加之采用面积比拟法计算时，考虑了下垫面因素，计算结果比经验公式法更准确，故以涝峪口站为参证站采用面积比拟法计算结果作为涝店水位站控制断面处不同重现期设计洪水成果。

3.3确定预警水位

根据陕西省水文局《陕西省新建水文、水位站防汛指标确定编制大纲》，结合防护对象实际，经综合确定预警水位为352.0m，相应洪峰流量为204m3/s，洪水重现期为接近5年一遇。

3.4预警水位合理性分析

选择水位站断面左岸河堤作为检验依据，该堤顶高程为356.94m，与预警水位相差4.94m。由于近年中小河流治理，涝河城区段河堤防洪标准基本都在30年一遇，距离堤顶有一定空间，能够对防护对象起到预警与警示作用，可以保证涝店镇及周边居民点的安全。

涝店水位站上游有涝峪口水文站，由于两站有效汇流面积差异不大，在重现期小的情况下，差异更小，故涝峪口站的流量演进到达涝店时，降雨新产生的洪水流量与洪水因槽蓄作用而消减的洪量基本抵消，所以流量也差异不大。涝峪口站的警戒流量为300m3/s，涝店站预警流量为204m3/s，预警流量小于警戒流量，是合理的。

故所确定的预警水位352.0m，是合理的。

3.5预警水位最终确定

最终确定涝店水位站预警水位为352.0m，相应洪峰流量为204m3/s，洪水重现期为接近5年一遇。

结束语

由于此技术分析工作涉及面宽，资料收集难度大，如水位—流量关系曲线为计算值，无法进行实际流量的测验，所以报告难免存在瑕疵，望在后续工作和使用过程中不断完善，提高预警精度，充分发挥中小河流新建水位站的效益。

参考文献：

[1]《西安市实用水文手册》（1988）

[2]《陕西省流域特征值资料》（1986）

[3]《陕西省水情工作手册》（2011）

[4]《陕西省新建水文、水位站防汛指标确定标准大纲》

[5]《河流流量测验规范》（GB50179—2015）

[6]《水文测量规范》（SL58—2014）

[7]《水文调查规范》（SL196-2015）