無資料地區(qū)設(shè)計洪水分析實例

摘 要：由于實際需要，在很多無實測水文資料地區(qū)需要用到設(shè)計洪水，文章通過流域比擬法計算泥河古魯板花站設(shè)計洪水，利用曼寧公式推求設(shè)計水位。

關(guān)鍵詞：設(shè)計洪水；流域比擬法；曼寧公式；設(shè)計水位

水文現(xiàn)象具有地區(qū)性，如果某幾個流域處在相似的自然地理條件下，則其水文現(xiàn)象具有相似的發(fā)生、發(fā)展、變化規(guī)律和相似的變化特點。與研究流域有相似自然地理特征的的流域稱為相似流域（即參證流域）。流域比擬法就是以流域間的相似性為基礎(chǔ)，將相似流域的水文資料移用至研究流域的一種簡便方法。文章通過流域比擬法推求無資料地區(qū)新建測站設(shè)計洪水和設(shè)計流量。

1 地理概況

泥河：發(fā)源于巴彥縣黑青二山，經(jīng)慶安在東津鄉(xiāng)入境，為北林區(qū)與巴彥縣，呼蘭縣的界河，進(jìn)入呼蘭縣后入呼蘭河，流域面積2100 km2。

綏化市境內(nèi)長81km，平均寬度35m，平均深度2.5m，境內(nèi)流域面積200.6km2，多年平均徑流量為1157×104m3/s。

2 洪水特性

泥河洪水主要有上游半山區(qū)降雨形成，洪水主要有水位暴漲暴落，洪峰歷時短的特點。洪峰多為單峰型，峰型尖瘦。

古魯板花站位于呼蘭河一級支流泥河上，斷面集水面積1260km2，在古魯板花站上游37km處為泥河水文站，有50年的實測流量資料。

泥河站在有資料記載以來發(fā)生過大洪水的年分有1965年、1985年、1988年和1994年，其中1965年為最大洪水，洪峰流量位流466m3/s，其次1985年洪峰流量為348m3/s、1988年洪峰流量為308m3/s、1994年洪峰流量為168m3/s。

3 流域比擬法設(shè)計洪水

首先計算參證站泥河站的不同頻率的設(shè)計洪水，其中CV、CS/CV根據(jù)《黑龍江水文圖集》查得。見表1和圖1。

將泥河站設(shè)計成果帶入流域比擬法計算公式，根據(jù)公式計算得，古魯板花水文站50年一遇（P=2%）防洪標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的設(shè)計洪峰流量Q防洪=634m3/s；30年一遇（P=3.33%）測洪標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的設(shè)計洪峰流量Q測洪=499m3/s。20年一遇（P=5%）Q=396.8m3/s。

式中：v-明渠中水的流速；n-糙率，根據(jù)勘測資料，古魯板花水文站址處，河道主槽為細(xì)砂，河底中有稀疏水草或水生植物，糙率為0.03；R-水力半徑，一般用平均水深代替；J-坡降，根據(jù)踏查測量資料，摘取上下游部分高程點，計算坡降為0.001；S-計算斷面面積。

根據(jù)實測大斷面，繪制水位面積關(guān)系曲線，在該曲線上查得不同水位級下的斷面面積，代入上述公式即可計算出不同水位級對應(yīng)的流量，并繪制成水位流量關(guān)系曲線。

由水位流量關(guān)系曲線即可查得古魯板花水文站50年一遇（P=2%）防洪標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計水位H防洪=99.10m；30年一遇（P=3.33%）測洪標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計水位H測洪=98.80m。古魯板花水文站計算成果見表2。

4 合理性分析

本次計算成果50年一遇設(shè)計洪水為634m3/s、30年一遇設(shè)計洪水499m3/s，與上游泥河站實測資料中1965年466m3/s、1985年348m3/s、1988年308m3/s的數(shù)據(jù)較匹配，且由設(shè)計流量推求出的設(shè)計水位H防洪=99.10m、H測洪=98.80m與建設(shè)要求中防洪標(biāo)準(zhǔn)水位99.00m、測洪標(biāo)準(zhǔn)水位98.50m相差不大，故本次設(shè)計成果是合理的。

作者簡介：王春蕊（1980-），女，籍貫：黑龍江省，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，現(xiàn)任職務(wù)：科員，研究方向：水文預(yù)報。