刘文具，何 平

（1.河北省保定水文水资源勘测局，河北 保定071000，2.河北省廊坊水文水资源勘测，河北 廊坊065000）

1 流域大洪水基本情况

为分析河道汇流变化特征，选用了大清河北支1956年、1963年、1996年、2012年4个有代表性且资料较全的特大暴雨洪水作为典型年，对各年的洪水要素进行分析研究。

1956年前该流域几乎没有水利工程，水资源开发利用程度低，1956年洪水代表天然状态情况。

1963年北支已建成安各庄水库（大型），集水面积476km2，张坊至北河店区间建了小水库，水库对张～北区间洪水有调节作用。拒马河张坊以上水利工程较少，但是，受植被弱化和地下水位下降影响，流域下垫面的下渗能力缓慢增大。

1963年至1996年水利工程开发空前，大清河按20年一遇行洪标准进行了整治，但植被退化和城乡用水大量增加，水资源匮乏越发严重，工农业用水主要依靠开采地下水，16年间地下水位下降10～20m，形成很多地下水漏斗，漏斗中心地下水位下降达20多米。

1996年至2012年的16年间，由于上游水利工程的拦蓄，河道基本断流，平原地区无地表水，地下水超采越来越严重，地下水位持续下降。地下水位的持续下降使下垫面的包气带加大，最大初损和稳定入渗逐年增大，地面径流量减小。由于对建筑砂的过度采挖，加重了洪水的填洼和渗漏，河道汇流损失不断增大。

对1956年、1963年、1996年、2012年等典型年流域特大暴雨洪水的洪水要素做了分析，如表1所示。分别对大清河北支白沟以上流域与拒马河张坊以上流域特大暴雨洪水产汇流洪水要素进行分析，分析结果见表1。

表1 大清河水系两个流域特大暴雨洪水产汇流洪水要素

2 流域产流参数的变化

2.1 流域最大初损和稳定入渗率的变化

1956～1963年，7年间最大初损增加10mm，年均增1.4mm。稳定入渗率7年间加大至2mm，年均增0.3mm。1963～1996年，33年间最大初损增加40mm，年均增1.2mm。稳定入渗率加大4mm，年均增0.12mm。1996～2012年，16年间最大初损增加20mm，年均增1.3mm。稳定入渗率16年间增加5mm，年均增0.3mm。

根据资料分析，20世纪50年代最大初损70mm，之后逐年增长，到2012年增加到140mm，年均增加1.3mm。其最大初损的变化是随着下垫面的变化而变化的，如图1所示。

图1 大清河北支流域最大初损逐年变化过程

最大初损和稳定入渗率逐年加大，降雨的入渗量逐年增加。椐测算，如将2012年张坊以上暴雨移置到1996年，初损减小10mm，稳定入渗率每小时减少5mm，径流深将增加50～60mm，洪水总量可达2.5亿～3.2亿m3，与1996年相近。16年间产流要素的变化，产流系数变小，张坊2012年的洪水总量0.5亿m3，减少 2.4 亿 m3。

2.2 稳定入渗率的变化

通过资料分析，特大暴雨的稳定入渗逐年增加，20世纪50年代接近0mm，70年代为2mm，90年代达到5mm，到2012年增至11mm。大清河北支稳定入渗逐年变化如图2所示。

图2 大清河北支特大洪水稳定入渗率逐年变化

2.3 单位线的变化

最大初损和稳定入渗率的逐年加大，使10mm单位线最大纵高也逐年加大，1956年106m3/s，1963年 237m3/s，1996 年 260～287m3/s，2012 年 2070m3/s。2012年比1956年大20倍。单位线最大纵高加大，使单位线的峰型变得又高又廋，峰高而量小。如按2012年出现的10mm单位线最大纵高2070m3/s，计算1996年张坊站最大流量，洪峰流量将增大3倍，与1963年洪水相近。

2.4 河道汇流参数的变化

河道汇流的基本理论观点是水量平衡，河道上下断面洪水总量相等。20世纪50年代时上下总量相等，大部分河道汇流按水量平衡的理论公式计算准确。到20世纪70年代，一些上游沙质河道百公里输水的渗漏损率5%。20世纪90年代达到40%，因此，不考虑河道损失往往计算成果失真。

大清河北支除北拒马河刁窝洼以外，20世纪90年代百公里输水渗漏损失率在6%～10%。1996年安各庄水库至白洋淀输水损失6%，落宝滩至北河店输水损失6%。但2012年，安各庄向白洋淀送水7000万m3，河道渗漏5000万m3，输水损失达70%。2012年“7·21”洪水，落宝滩洪水总量 7841 万 m3，北河店洪水总量1862万m3，输水渗漏损失率76%。落宝滩洪峰流量2500m3/s，到北河店120m3/s，洪峰流量减少2380m3/s，减小95%。南拒马河落宝滩～北河店与中易水安各庄～白洋淀输水渗漏损失率均超过70%，是历史罕见现象。

3 产汇流参数变化对洪水计算的影响分析

3.1 产流方式发生变化

产流方式不是固定不变的，不管是南方还是北方，在一定的条件下（稳定入渗率为零），蓄满与超渗是相互转化的。汛初为超渗，随着降雨不断增加，稳定入渗率逐渐减小，待稳定入渗率接近零时，产流方式超渗转化为蓄满，不同的是有的转化快，很快转化为蓄满产流，特大暴雨洪水大多为蓄满产流。有的转化慢，防汛后期才有可能出现稳定入渗率接近于零，产流方式才由超渗转为蓄满。有的地区年内稳定入渗达不到零，产流方式不变，保持超渗产流的方式。

3.2 洪水传播时间发生变化

由于长期过量开采地下水，使河道两岸地下水位大幅下降，形成巨大的地下蓄水库容。另外，由于大量的阻水建筑物和河道采砂，严重阻碍河道行洪。由此造成河道一旦行洪，洪水传播时间加长。

3.3 洪水总量发生变化

南拒马河和中易水是沙质河道，大规模地开采建筑砂，使河道增深增宽，沙坑变多，河道汇流参数变化巨大，使河道汇流的损失巨增，可增50%～60%。

4 结语

通过对历史洪水分析，大清河北支流域河道产汇流的诸洪水要素发生了改变，原有的产汇流参数发生了巨大变化。研究洪水变化规律，提出计算洪水变化的理论和方法，可为科学洪水调度提供准确的洪水信息，为编制科学的水规划设计提供科学可靠的依椐。

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