奎濉河流域水文計算辦法探討

路偉亭 雷廣鋒

一、基本情況

淮北地區某河流為蕭濉新河的一級支流，干流全長72.4km，流域面積466km2，其中平原區面積160km2，山丘區面積306km2。安徽省境內干流河長56.7km，來水面積378.6km2。該河大部分河道比降較陡，約為1/6500左右，山丘區面積所占比重大，約占全流域的66%，洪水具有陡漲陡落的特點。該河徑流量呈現豐枯交替的周期性變化，非汛期的10月～次年5月，降雨稀少，基本無徑流形成。

二、氣象

該河流域地處暖溫帶半濕潤季風氣候區，四季分明，春暖秋爽，夏炎冬寒，具有明顯的大陸性氣候。由于流域東部為低山區及少量小丘陵，在整個淮北平原中屬特殊地形，易形成地形雨，造成流域內降雨比一般平原區大，暴雨也較集中。降雨的年際、年內變化較大，降水集中且時空分布不均。

流域多年平均降水量862mm，主要集中在汛期（6～9月），約占全年的60%。最大年降水量1352.3mm（1963年），最小年降水量558.8mm（1999年），最大日降水量249mm（1957年7月14日），多年平均降雨天數為92d。年內出現暴雨的時間一般為5～10月。

據流域鄰近的濉溪縣氣象站氣象資料統計，年平均氣溫14.5℃。極端最高氣溫41.1℃（1992年6月11日）；極端最低氣溫-21.3℃（1969年2月5日）。多年平均日照時數2294h，常年平均風速3.0m/s，10分鐘平均最大風速為19m/s（相當于8級風力）。

三、水文計算

該河流域山丘、平原交錯，全流域466km2面積中，平原區面積為160km2，僅占1/3，而山丘區面積為306km2，約占2/3。由于山丘區地形坡度大，洪水匯流速度較快，而平原區地形平緩，洪水匯流速度較慢，故與其他淮北支流河道相比，在產、匯流特性方面有明顯的差異。因此，其洪水計算方法與《安徽省淮北地區除澇水文計算辦法》（1981年）中“集水面積在500km2以下的流域及排水區”的各項規定稍有區別。

由于該河干流缺乏可利用的長系列實測流量資料，擬采用雨量資料計算設計洪水。該河流域與奎濉河流域相鄰，地形相似，氣象條件相近，該河治理的歷次設計文件中均采用奎濉河水文計算辦法。

（1）設計暴雨

據安徽省1975年分析成果，奎濉河流域設計暴雨采用的點雨量統計參數為：最大3d暴雨量均值為135mm，Cv=0.55，Cs=3.5Cv。

表1 不同重現期設計暴雨成果表

表2 不同面積暴雨點面折減系數表

考慮目前實測暴雨資料已有較長系列，以流域內實測雨量資料分析計算設計暴雨，以便比較。該河來水區域選用各測站的雨量觀測資料，采用P-Ⅲ型頻率曲線，用矩法估計統計參數，適線的原則是盡可能使頻率曲線通過點群中心，適當照顧到大洪水，經分析計算該河流域最大3d暴雨量均值為136.5mm，Cv=0.55，Cs=3.5Cv。

結果表明，以實測雨量資料分析計算的設計暴雨成果與安徽省1975年分析成果相比，最大3d暴雨量均值相差不大；Cv值及Cs與Cv的倍比值基本相同。考慮奎濉河流域水文計算辦法的歷史背景，且“75成果”進行了面上平衡，故仍采用奎濉河流域的設計暴雨進行設計洪水計算，即最大3d暴雨量均值為135mm，Cv=0.55，Cs=3.5Cv。不同重現期設計暴雨成果見表1。

流域面積100km2以內，設計暴雨以點代面；100km2以上的大面積，利用間接法計算設計面雨量，暴雨的點面折減系數按1981年《安徽省淮北地區除澇水文計算辦法》的點面關系成果選用，見表2。

表3 各分區降雨~徑流關系表

表4 閘河干流各河段設計洪水計算成果表

（2）降雨～逕流關系

參照奎濉河水文計算辦法，將該河流域劃分為粘土區、淤土區兩類。粘土區的降雨～徑流關系采用1970年“北京對口水文”成果的a線；淤土區的降雨～徑流關系采用安徽省1967年分析成果。各分區降雨~徑流關系見表3。

（3）設計洪水

根據沿河支流匯入及各河段來水情況，分段計算該河干流相應控制斷面各頻率設計洪水流量。

排澇模數采用24h平均值，按下式計算：

為簡化計算，流域內山丘區暫按粘土區的排澇模數加三成計算，平原區一律采用淤土區的排澇模數，按面積加權平均計算綜合排澇模數。對于超標準洪水，按10年一遇設計流量打九折，20年一遇設計流量打八五折處理。閘河干流各河段設計洪水流量計算成果見表4。

四、結語

通過水文計算獲得的成果，為該河流治理、水閘除險加固提供基礎規劃參數，可進一步推算設計水位，確定工程任務規模和設計標準，為工程建設服務■