調查洪水用于平原區設計洪水計算

鄭 琨 苗 磊 楊勇智

（陜西水環境工程勘測設計研究院 陜西 西安 710018）

1 問題的提出

我省氣候及自然地理條件差異較大，洪水成因各不相同，而且由于下墊面條件的不同，即使在同一氣候條件下，產流特點亦有較大差別。秦嶺以南的陜南地區及渭河南、寶雞以西的隴山山區為蓄滿產流，秦嶺以北的陜北及渭河北廣大黃土地區為超滲產流。產匯流地貌分區為黃土丘陵溝壑區、土石山區、秦嶺山區和陜南山地區，其匯流參數類別沒有與平原區相符的。山區段洪水進入平原區后，由于平原區的自然地理特點為地形平坦開闊，地面坡度平緩，匯入洪水流量很少，而河道槽蓄能力較大，易出現洪水隨面積增大而減少的情況。根據平原區水文站實測資料統計，北洛河流域莊頭站控制流域面積為25645km2，1932年～2011年洪峰流量均值為1070m3/s，下游朝邑站控制流域面積為26836km2，1932年～2011年洪峰流量均值為592m3/s，下游站較上游站洪峰流量均值減少了45%。由此可見平原區基本不產流，加之河道槽蓄作用，下游設計洪水較上游有所減少。對于中小流域無水文測站，采用常規方式計算會造成成果偏大，通過對設計流域進行調查洪水，采用流域內雨量站實測暴雨資料分析驗證調查洪水的合理性，再與常規方法設計洪水計算成果對比，論證其合理性。

2 工程實例分析

本文通過橫水河流域河北村段和橫水鎮段設計洪水計算，著重闡述平原區調查洪水的計算方法。

2.1 流域概況

橫水河是鳳翔縣境內韋水河左岸的一級支流。橫水河發源于縣城東北部的鳳山，流經鳳翔、岐山、麟游在岐山縣麥禾營附近匯入韋水河。橫水河全長72.7km，流域面積534km2，河道平均比降11.7‰。橫水鎮段流域面積438.2km2，河長 27.37km，河道平均比降11.8‰；河北村段流域面積381.2km2，河長17.94km，河道平均比降15.6‰。

2.2 水文站和雨量站網分布

橫水河所在漆水河流域先后設有龍巖寺、柴家咀、好畤河等水文站，漆水河流域水文站網基本情況見圖1。好畤河水文站1971年1月建成測流，1998年1月改名為安頭水文站，控制流域面積1007km2，有1971年至今的實測水文資料。調查范圍流域內共設有7個雨量站，分別是五曲灣、楊家河、西方、橫水、岐山、益店、扶風?；厩闆r詳見表1和圖1。

2.3 已有歷時調查洪水

根據《寶雞市實用水文手冊》和《陜西省洪水調查資料》，1954年橫水河流域曾發生大洪水，漆水河流域橫水河段歷史調查洪水統計詳見表2。

2.4 調查洪水計算

本次針對漆水河流域橫水河橫水鎮段和河北村段進行了洪水調查，橫水鎮段和河北村段相距10km，河北村段至橫水河段基本為平原區，調查到最大洪水發生在1988年，次大為1976年。計算方法采用曼寧公式法反算洪峰流量。計算成果見表3。

由調查成果可以看出，橫水鎮段和河北村段位于橫水河上下游，相距10km，故發生的大洪水和次大洪水年份一致。河北村段至橫水鎮區間段基本屬于平原區，無大支流匯入，經過河道槽蓄作用，洪峰流量有所減少。

2.5 調查范圍以內實測暴雨資料

調查范圍流域內共設有7個雨量站，分別是五曲灣、楊家河、西方、橫水、岐山、益店、扶風，實測暴雨統計見表4。

2.6 成果合理性分析

由實測暴雨量可以看出，暴雨發生時間與調查洪水吻合。1988年漆水河流域韋水河段普降暴雨，橫水河上游白荻溝水庫流域內降雨量為24.8mm，對白荻溝水庫1988年下泄洪水進行了調查，白荻溝最高洪水位為942.10m，堰頂高程為943.50m，水庫下泄洪水很小與暴雨資料吻合，1988年下游洪水主要來自群力水庫。根據現場調查資料分析，1988年大洪水應該為水庫建成后最大洪水，1976年洪水為次大洪水。

2.7 常規方法計算設計洪水

設計流域上游水庫采用除險加固中運用的方法和成果，對洪水進行調洪計算，根據各水庫下泄洪水過程線，考慮洪水演進，區間洪水按土石山區產匯流方式，將其與區間洪水過程錯峰疊加，得到設計流域的洪水成果，即河北村段10年一遇洪水流量為339m3/s，橫水鎮段10年一遇洪水流量為351m3/s。

表1 漆水河流域設計范圍內雨量站網一覽表

圖1 橫水河流域河流水系及水文站網分布圖

表2 漆水河流域橫水河段歷史調查洪水統計表

表3 橫水河河北村段和橫水鎮段調查洪水計算成果表

表4 漆水河流域調查范圍以內實測暴雨統計表

表5 設計洪水成果對比表

2.8 設計洪水選取

根據水庫下泄洪水疊加區間洪水計算設計洪水和調查洪水計算設計洪水成果進行對比，見表5。

從對比看，常規方法計算成果偏大，調查洪水成果偏小。下泄洪水疊加計算設計洪水，由于設計流域面積較大，其設計暴雨分布以及流域內平原區的匯流參數很難確定，加之四座水庫對洪水過程的調蓄影響，其地區組合在無觀測資料的條件下也很難符合實際。而調查洪水可基本反映70年代初建庫以來約40年的洪水實際情況。故選擇流域水庫建成后的調查洪水成果作為計算依據。針對設防對象的重要性，判斷采用調查洪水量值。橫水鎮段位于橫水鎮鎮區上下游，保護對象重要，故采用調查最大歷史洪水作為設計洪水，即為300m3/s；河北村段主要保護對象為農田，故采用調查次大歷史洪水作為設計洪水，即為180m3/s。

3 結語

設計洪水計算方法受水文地貌條件制約，具體方法和步驟各有不同，平原區設計洪水沒有適宜的計算方法，通過工程設計實踐，取得一些粗淺的認識，總結如下：

（1）在設計洪水計算時，結合工程地點的水文地理條件至關重要，需現場查勘，收集往期已成調查洪水成果和暴雨資料，對近期發生洪水實地調查測量，分析洪水成因和來源，確定合適的計算方法。

（2）對于實際調查的歷史洪水成果，應有適當的手段予以驗證，采用流域內雨量站暴雨資料分析其合理性。

（3）平原區設計洪水計算調查洪水的方法較常規方法計算成果更能反映本流域洪水特征，采用成果時應結合防護對象的重要性選取合理的洪水成果。陜西水利

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