黄 俊，崔晓阳，曹晨华，田伟峰

（1.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021；2.牡丹江市城区水土保持办公室，黑龙江 牡丹江 157000；3.黑龙江省牡丹江市水务科学研究院，黑龙江 牡丹江 157000）

1 概述

牡丹江城区段江道由主槽、边滩及岸堤组成。最大断面宽度500~900 m，主槽长24.8 km，多数主槽宽度在120~280 m之间，深2~4 m。江道平均比降为0.05%，较为平缓，平槽流量约为900 m3/s。牡丹江城区段河床以砂砾质为主，经多年水流冲淤作用，主江道呈蜿蜒型河段和汊河段，弯曲度数为1.2形成大小不等的江心岛。

2 造床流量分析

造床流量，是指多年河床在形成过程中，这种流量对河槽的塑造与形成所起的作用最为突出。一般认为造床流量既不是最大洪水流量，也不是经常存在的枯水流量。尽管最大洪水流量造床作用强烈，但作用时间短，所起的造床作用也不可能是最大；而枯水流量虽然作用时间长，但流量很小，所起的造床作用也不可能是最大。所以对造床起主导作用的造床流量应该是在多年径流过程中发生机率较多，历时较长的中等流量。

为了验证这种认识的正确性，牡丹江城区段以江道为对象，对丰、平、枯水3种流量对江道的造床作用进行了分析计算。此次分析造床流量的基本途径，是以牡丹江站实测资料为依据，拟定既符合实际，又有可比性的丰、枯水流量分级标准；通过洪峰流量频率计算、水文年鉴、以及有代表性的江道实测大断面，求出各级标准的主槽流量、发生历时、及相应的流速，按动能公式进行能量计算。认为水流对江道的造床作用，可用主槽水流动能来体现，可通过动能的比较，确定造床流量。具体分析步骤如下：

1）根据牡丹江站实测资料进行历年最大流量频率计算，见表1、表2。

表1 牡丹江站洪峰流量表（1955—2010年）m3/s

表2 牡丹江站洪峰流量频率计算成果表

2）拟定丰、平、枯水的频率标准及计算范围，并从频率曲线上查出各相应频率的年最大流量，见表3。

3）丰、平、枯水流量发生时间统计。按各级来水的相应的流量范围，在水文年鉴上查算。

对于丰水流量发生时间，在大于等于丰水流量的年份中统计；对于平水时间在大于等于平水流量的年份统计（包括丰水年中平水流量及发生时间）；对于枯水时间在大于等于枯水流量的年份中统计（包括平、丰水年中枯水流量及发生的时间）。根据统计的结果表明，符合丰水流量发生时间短、枯水流量发生时间长的规律，见表4。

表3 相应频率的年最大流量

表4 丰、平、枯水发生时间统计表

4）计算结果。主槽流量、流速计算：通过有代表性的实测大断面及相应H—Q曲线进行计算，见表5。

表5 流量、流速计算表

动能计算。水流的造床作用往往简单地用流量大小来衡量，但确切地说应该以主槽水流的能量来表示，即造床作用的大小与主槽流量和主槽流速平方的乘积成正比，计算式如下：

式中：Qi——主槽流量，m3/s；Vi——与Qi相应的流速，m/s；Ti——与各级来水相应的时间，s；Ei——动能，J。

表6 动能计算表

3 结论

从动能计算成果看，平水能量为丰、枯水能量的1.6~1.9倍左右，故可认为在牡丹江城区段平水流量即为造床流量。平水流量相当于2年一遇的洪峰流量，也可近似地认为多年平均洪峰流量即相当于造床流量。从牡丹江河道现状看，平槽流量为900 m3/s，2年一遇洪峰流量为831 m3/s，牡丹江河床应属稳定河床。

另牡丹江主槽宽120~280 m，按阿尔图宁公式计算（B=A·Q0.5/J0.2），如取 A=1.3，Q=831 m3/s（P=50%），J=0.05%，则 B=171 m，也说明牡丹江河床已处于稳定期。经分析牡丹江城区段江道造床流量为831 m3/s，河床为中壮年期稳定河床。

［1］张书农，华国祥.河流动力学［M］.北京：水利水电出版社，1988.