鴨綠河上游富裕溝設計洪水的計算與分析

陳桂梅，賈洪晶

(1.黑龍江省水利學校，黑龍江 大慶 163255；2. 黑龍江省同江市河道管理處，黑龍江 同江 156400)

1 概 述

鴨綠河流域位于黑龍江省三江平原的東北部(屬同撫地區)[1]，該流域西接青龍蓮花河流域；南和東分別與別拉洪河流域接壤；北至黑龍江主航道及額圖山分水嶺。鴨綠河發源于同江市街津口與勤得利農場之間額圖山南側濕地。全長194 km，本區流域河長70 km，流域面積1476 km2，在撫遠縣西側匯入大力加湖后，向北注入黑龍江，系平原沼澤性河流。河道彎曲系數1.4～2.5，河道比降1/3000～1/10 000，河床寬度10～20 m，河槽深度1.0～2.5 m。

富裕溝為鴨綠河一級支流，位于黑龍江省三江平原的東北部，該流域右側與勤得利農場接壤，全長15.36 km，流域面積44.2 km2，系平原沼澤性河流。河道彎曲系數1.3，河道比降1/3000～1/10 000。洪水災害頻繁發生，因鴨綠河回水而使得溝內洪水出槽，淹沒大片農田。按照規范《防洪標準》(GB 50201—2014)的要求，本次鴨綠河堤防防護區以鄉村為主，防護區總面積1400.00 hm2，其中耕地面積953.33 hm2。項目實施后，可與鴨綠河下游左堤形成完整的防洪體系，防洪能力得到增強，洪澇災害得到有效防范，流域內人民生命財產和經濟社會發展的防洪安全保障問題得到初步解決。

2 水文基本資料

2.1 測站分布

因鴨綠河流域無實測水文資料，選用鄰近流域別拉洪水文站為分析本流域的參證站，兩流域自然地理條件相似，均開發較晚，其他基本情況相似，暴雨特性及分布一致為氣象一致區，全流域多為低平洼地，平原占90%以上，故選用別拉洪站洪水資料分析成果作為本流域設計洪水分析依據。

參證站水文資料系列情況見表1。

表1 測站水文資料統計表 km2

2.2 資料審查

別拉洪站測流斷面位于別拉洪河下游，別拉洪站建于1957年，是國家基本水文站，具有1957年以來的水位、流量、降水、蒸發等水文實測統計資料，資料的測、整、刊均執行國家規范，精度可靠。

本次設計水文基本資料采用別拉洪站1957—2008年洪水系列資料。

3 洪 水

3.1 暴雨洪水特性

鴨綠河流域徑流成因以降雨徑流為主，其次是融雪徑流，枯水期還有少量的地下水補給。從每年11月—次年4月為封凍期，5—10月為暢流期。

對應降雨徑流和融雪徑流形成兩個主要汛期：4月中旬—5月中旬的春汛和6月中旬—10月的夏秋汛。其中春汛主要是由氣溫升高產生的融雪、融冰作用形成地表徑流引起的，時常伴隨冰凌出現。流量較小，歷時較長，洪水過程線表現為低峰、長歷時，曲線低平；夏秋汛主要是由暴雨、大暴雨或全流域持續降雨形成地表徑流產生，以8、9月份出現次數較多。

3.2 洪水調查

由于鴨綠河開發較晚，加之當地居民對往年洪水印象不深，本次只調查到1981年8月的兩處洪痕，根據當地居民介紹，測得羊點處洪痕為45.70 m、南林子洪痕為45.45 m，洪水調查成果見表2。

表2 鴨綠河洪水調查成果表

4 設計洪水

4.1 參證站設計洪峰流量

參證站采用鄰近流域別拉洪水文站推求設計洪水[2]。依據別拉洪站已有的1957—2008年實測洪水資料系列，按年最大值獨立選樣原則進行統計，并進行頻率分析，采用Cs=2.25Cv的P-Ⅲ型曲線適線[3]，盡量照顧點群趨勢，以大、中洪水的經驗點據與理論曲線配合較優為原則進行適線，確定參證站洪水設計參數。頻率曲線見圖2，洪水參數、設計洪水計算成果及三江平原規劃洪水成果見表3。

表3 別拉洪站設計洪峰成果表

從表3可知，本次計算成果比三江平原水利規劃洪水成果偏低，由于三江平原水利規劃洪水系列截至2002年，而本次別拉洪站洪水系列延長至2008年，2003—2008年為連續枯水年，所以本次計算的別拉洪站設計洪水成果偏小是合理的。

4.2 控制斷面設計洪峰

4.2.1 鴨綠河金華段控制斷面設計洪峰

按黑龍江省綜合的面積指數公式計算。計算公式(1)如下：

Qmp=Qm別(F控/F別)0.67

(1)

式中：Qmp、Qm別分別為控制斷面和別拉洪站設計洪峰，m3/s；F控、F別分別為控制斷面和別拉洪站集水面積，km2。

鴨綠河控制斷面設計洪峰計算成果見表4。別拉洪站設計洪峰頻率曲線見圖1。

表4 鴨綠河控制斷面設計洪峰成果

4.2.2 富裕溝控制斷面設計洪峰

(1)水文比擬法。按我省綜合的面積指數公式計算[4]，計算公式同式(1)。

富裕溝控制斷面設計洪峰計算成果見表5。

圖1 別拉洪站設計洪峰頻率曲線圖

名稱洪峰均值/(m3·s-1)CvCs/Cv設計洪峰/(m3·s-1)5%10%20%匯入口斷面6+0001.801.452.256.204.262.47富裕溝2.681.452.259.306.343.68

(2)三江平原等值線圖法。在富裕溝流域堤防6+000斷面處有一匯入口，山丘區設計流量按三江平原等值線圖法計算洪峰流量，成果見表6。

表6 富裕溝設計流量計算成果

5 結 論

由于鴨綠河流域洪水成因以降雨為主，故本次設計采用別拉洪站雨量資料驗證鴨綠河控制斷面設計洪水計算成果。對鄰近流域別拉洪站年最大日降水排頻，1981年最大日降水量相當于20 a一遇洪水標準。利用本次洪水調查的鴨綠河羊點1981年洪痕45.7 m，推求其相應流量為67.6 m3/s，與選用按別拉洪站面積比擬法推求的鴨綠河羊點控制斷面20 a一遇的洪峰68.3 m3/s基本一致，說明本次利用別拉洪站設計洪水成果按面積比擬法推算鴨綠河金華段控制斷面設計洪峰流量的方法是可靠的。

富裕溝水文比擬法計算的成果偏低，為了工程安全起見，富裕溝設計洪峰流量采用三江平原等值線圖法計算的成果。