小潁河干流控制斷面設計洪水成果及對比

□盧 瑕 □李維東 □楊長庚（河南省水利勘測設計研究有限公司）

1 工程概況

1.1 河道概況

小潁河又名潁河，屬于淮河水系沙潁河流域，發源于伏牛山脈東麓登封市申坡村，自西向東流經禹州、許昌、襄城、臨潁、郾城區、扶溝、西華等縣市區，于周口市附近的孫咀匯入沙河，小潁河全長約263 km，流域面積7348 km2。小潁河主要支流有蜈蚣渠、清流河和清潩河。河道縱比降，白沙水庫以上為1/50～1/250，白沙水庫以下至潁橋為1/250～1/1250，潁橋至蜈蚣渠口為1/2050，以下河段比降1/4500～1/19000。

1.2 水利工程

1.2.1 水庫工程

小潁河治理段以上建有白沙水庫，位于小潁河上游登封、禹州兩市交界處的白沙鎮以北約300m，是一座以防洪、灌溉為主的大型水庫，控制面積985 km2，設計標準為100 a一遇，校核標準為2000年一遇，總庫容2.95億m3。

潁河支流涌泉河上有紙坊中型水庫，位于涌泉河上游的紙坊村，控制流域面積138 km2。水庫設計標準100 a一遇，校核標準5000 a一遇，總庫容4145萬m3。

1.2.2 橡膠壩工程

小潁河白沙水庫至潁橋水文站之間河段河槽現狀行洪能力1500m3/s，在水庫下游34 km處，建有供城鎮引用水的禹州第一橡膠壩，壩體高3m，再向下游約5.5 km建有第二橡膠壩，第三橡膠壩位于第二橡膠壩下游約8 km，壩高5m。

1.2.3 水閘工程

潁河干流自上游依次有化行閘、潁河閘、逍遙閘、黃橋閘四座大（2）型節制閘，主要用途均為灌溉。

2 主要控制斷面設計洪水計算方法及成果

2.1 南水北調中線總干渠潁河交叉斷面

南水北調中線總干渠與潁河交叉斷面以上流域面積1578 km2，經對比分析，采用由雨量資料間接計算的洪水成果。考慮上游白沙水庫和白沙至交叉斷面區間紙坊中型水庫的調蓄作用，按白沙、紙坊水庫與交叉斷面同頻率，白沙、紙坊水庫以下區間相應和白沙、紙坊水庫以下區間與交叉斷面同頻率，白沙、紙坊水庫相應兩種洪水地區組成，分別計算各區片洪水，水庫設計或相應洪水過程經調洪演算的泄流過程錯傳播時間分別與區間相應和設計洪水過程線疊加，得交叉斷面設計洪水，選其對工程不利的組合成果作為工程設計的依據。

經計算，小潁河南水北調交叉斷面5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇設計洪峰流量依次為1120，1780，2130，3160m3/s。該成果于1999年計算，2004年復核，2007年經水利部水規總院審查批準。

2.2 潁河禹州第三橡膠壩設計洪水

白沙-第三橡膠壩區間設計流量計算采用的經驗公式為：

求得，=539.68m3/s。沙潁河洪峰流量變差系數Cv=1.10，偏態系數Cs=2.50 Cv。經計算，3，5，10，20 a一遇設計流量分別為503，820，1260，1730m3/s。

第三橡膠壩設計洪水為白沙以下區間設計流量加上水庫下泄流量，5 a，10 a，20 a一遇設計流量分別為920，1360，1930m3/s。該成果已經有關部門審批，目前工程已建成投入使用。

2.3 化行站（化行閘）洪水計算

2011年5月中水淮河規劃設計研究有限公司編制了《河南省許昌市潁河化行攔河閘除險加固工程初步設計報告（修訂稿）》，該報告最終采用的是直接法計算結果，即將歷史洪水和實測流量排序進行排頻，經計算，化行閘5，10，20 a一遇設計洪峰流量依次為295，620，1060m3/s。

2.4 逍遙閘洪水計算

2012年5月本公司編制了《潁河逍遙節制閘除險加固工程初步設計報告》，報告中最終采用的逍遙洪水過程線由繁城設計洪水過程錯傳播時間與繁城至逍遙區間洪水過程線疊加得到，計算得逍遙閘5，10，20 a一遇設計洪峰流量依次為735，1163，1370m3/s。

2.5 黃橋閘設計洪水計算

黃橋閘位于逍遙閘下游西華縣城西潁河上，控制流域面積7065 km2，根據流域的資料情況采用直接和間接兩種方法計算設計洪水，經對比選用了間接法計算成果。其5，10，20 a一遇設計流量分別為1460，2060，2380m3/s。

表1 小潁河主要控制站設計洪水成果表

3 主要控制站設計流量成果及合理性分析

3.1 成果匯總

上述設計洪水成果已經有關部門審查批準，有的工程已經實施或正在實施，現將這些成果匯總于表1。

根據以上各控制斷面的設計洪水成果，計算各控制斷面的20年一遇洪峰模數，見表2。

表2 小潁河主要控制站洪峰模數成果表

3.2 南水北調成果合理性分析

潁河南水北調工程斷面設計洪水是根據雨量資料間接推求，成果選用的是白沙、紙坊水庫至南水北調工程區間設計，白沙、紙坊水庫以上相應，對工程最不利的洪水組合。本次通過區間暴雨的變化驗證南水北調交叉斷洪水成果的合理性，將白沙、紙坊水庫至南水北調工程區間系列延長至2010年，計算的均值為89.30mm，比2004年復核成果偏大2.50%，與1951-1987年原系列均值90.30mm相比，減小1.10%，Cv值及Cs/Cv一致。也就是說系列延長后設計暴雨變化很小，說明采用原南水北調成果是合適的。

3.3 禹州第三橡膠壩成果分析

根據表1，由南水北調交叉斷面成果和化行閘的流域面積及設計洪水成果按對數插值得第三橡膠壩20年一遇設計洪峰流量為2096m3/s，比其采用值1932m3/s大8.50%，兩成果比較接近，也說明了禹州第三橡膠壩成果的合理性。

3.4 小潁河上、下游成果合理性及協調性

由表1可知，小潁河上游南水北調工程斷面至化行閘的設計流量逐漸減小，即上大、下小現象，原因有二，一是上游處于淺山丘陵區，逐漸變為丘陵區，地形逐漸變緩，河道比降也由1/250~1/1250變為1/2050；二是河道寬度逐漸加寬，南水北調工程位置河寬80~100m，而禹州第二橡膠壩至化行閘段河道寬度150~350m，尤其是化行閘閘上河段可蓄水330萬m3，河道槽蓄作用非常明顯。洪水上大下小符合河道實際情況。

由表2可知，小潁河從上游至下游，隨著匯流面積增大，其洪峰模數依次遞減，符合流域上下游洪水變化規律，經分析比較認為上述計算的小潁河各控制斷面設計洪水成果是較合理的。

經過以上的詳細匯總分析，小潁河多年來已有的各主要控制斷面設計洪水成果，計算方法是合理，且上下游成果協調，且經過流域機構和有關部門的審查批準，用于小潁河干流各工程是合適的。