商南縣水溝村等3個移民安置區設計洪水分析

胡輝，陳澤鋒

（商南縣十里坪鎮農業綜合服務站，陜西商洛726306）

1 移民安置區概況

商南縣水溝村移民安置點位于水溝鎮水溝村，預計安置群眾288戶，1 094人。青山村安置點位于青山鎮青山村，預計安置群眾150戶，570人。上河安置點位于城關鎮東崗城關鎮東崗村上河村，預計安置群眾150戶，570人。根據中華人民共和國《防洪標準》（GB50201-94）規定，以鄉村為主的防護區，應根據其人口或耕地面積確定其等別和防洪標準。3個安置點防護區總人口均小于20萬人，耕地面積均不足30萬畝，依據《防洪標準》中表3.0.1的規定，3個安置點防護區的等級為Ⅳ級，防洪標準（重現期）20～10年。本次進行的3個安置點防洪評價，防洪標準（重現期）采用20年。

2 河道特性及演變趨勢分析

2.1 移民安置區涉及河流及特征

商南縣水溝村、青山村、東崗村上河安置點涉及的河流分別為耀嶺河、縣河、青山河和紙坊溝、油坊溝。耀嶺河發源于水溝鎮爛泥湖一帶，為丹江一級支流，由西向東流經千家坪村、八里坡村、太白村，經耀嶺河村匯入丹江，河流全長40.3 km，集水面積112.8 km2，比降19.3‰，河寬15～120 m，常年水流不斷，常流量為0.38 m3/s。耀嶺河上游植被覆蓋較好，河水平水期清澈見底，洪水期泥沙含量也較小，最大含沙量41.8 kg/m3。南北向溝谷有撞子溝、梁子溝。

縣河發源于商南縣城關鎮北部秦嶺南麓，自北向南流經商南縣城關鎮、過風樓鎮，于過風樓鎮縣河口村匯入丹江，流域面積272 km2，河長46.0 km，河床平均比降17.4‰。多年平均徑流量5 450萬m3。

青山河為縣河上的一條支流，于商南縣城關鎮石門村匯入縣河，流域面積23.6 km2，河長8.6 km，平均比降25.6‰。紙坊溝為青山河上的一個支溝，流域面積0.77 km2，河長3.2 km，平均比降31.3‰。油坊溝為青山河上的一個支溝，流域面積2.15 km2，河長2.2 km，平均比降54.5‰。各條河流水文特性見表1。

表1 各評價河段水文特征數據表

2.2 河道演變分析

2.2.1 河道歷史演變概況

根據歷年資料分析，耀嶺河、縣河、青山河及其支溝，在歷次洪水中，河道主槽主要在山腳間擺動，河床相對穩定。受不均勻降雨、洪水和水土流失影響，河道存在局部沖刷和淤積現象，但對整個河槽未產生較大影響。受地質構造制約，河勢基本穩定，河道變遷擺動很小。當地河道歷史上一直處于相對穩定狀態，河道演變規律是漲沖落淤，即洪水期間漲水段流速增大，河床沖刷，落水段流速減小，河床回淤。

2.2.2 河道近期演變分析

（1）河道平面變化分析。根據調查成果和歷史資料分析，工程項目區所在河流為丹江及支流縣河和其支溝，河流性狀基本接近。河道河床有一定沖淤變化規律，通常是小水時候河床橫向變化較大，大水的時候河床橫向相對保持走向不變。工程項目區所在河流經過長期的自然運行和沖淤，河岸平面位置趨于穩定，高水部分河岸基本無橫向擺動現象。經過現場調查，并走訪當地村民，綜合分析得知：當地河道河床未發生過橫向變化。

（2）河道縱向變化分析。項目區所涉及的河流為丹江和縣河支流、支溝，流域面積不大，河床比降不均勻，每遭遇大洪水時，河床比降大的河段流速較大，河道沖刷較頻繁，河床比降小的河段流速較小，河道形成淤積?？傮w分析該河段河床有沖有淤，略有下切。

（3）河道演變趨勢分析。從以上分析中可以看出，各支流、支溝總的變化趨勢是相對穩定，略有下切。受山區地形限制，加之右岸堤防工程的控制，河段平面變化趨勢基本穩定，不會發生大的變遷。從長遠看，當地河道的變化趨勢將保持相對穩定，緩慢下切的態勢。

3 設計洪水分析

3.1 參評站確定及洪峰分析

3個移民安置區均無水文站，距離較近的有丹鳳、武關、荊紫關水文站，但丹鳳水文站位于丹江干流，流域特征相差較大，武關水文站在丹江支流武關河上，荊紫關水文站在丹江下游，距離項目區較近，流域特征相似，兩站具有完整的實測水文資料系列，所以以武關水文站、荊紫關水文站為參證站，進行移民安置點設計洪水分析計算。根據陜西省水文局《關于印發陜西省水文站洪峰流量頻率計算成果的通知》，武關水文站20年一遇設計洪峰流量為1 290 m3/s。根據荊紫關水文站1959-2009年的實測洪水系列，加入調查歷史洪水資料，組成不連續的洪水系列，進行分析計算，求得的荊紫關水文站20年一遇設計洪峰流量為6 310 m3/s。

3.2 設計洪水計算

根據水文計算方法，現采用水文比擬法、匯水面積法和綜合參數法進行設計洪水計算。設計洪水計算以武關水文站作為參證站，確定武關、荊紫關水文站設計洪峰流量，根據武關、荊紫關水文站設計洪峰流量采用水文比擬法，同時采用匯水面積相關法、綜合參數法分別計算項目所在區域的設計洪峰流量。

3.2.1 水文比擬法

計算公式為：

式中：Qm設、Qm參——分別為設計站和參證站洪峰流量（m3/s）；

A設、A參——分別為設計站和參證站集水面積（km2）；

n——指數（取值為0.667）。

以武關水文站為參證站，采用比擬法計算3個安置點附近河段20年一遇設計洪峰流量，成果見表2。

表2 水文比擬法洪水計算成果表

3.2.2 匯水面積相關法設計洪水計算

匯水面積相關法適用于流域面積在10～1 000 km2面積范圍以內的流域。結合《商洛地區實用水文手冊》表6-7和表6-8分析的不同分區參數、指數，根據需要選用，本次洪水計算位于丹江下游分區，各項參數見表3。依據《商洛地區實用水文手冊》提供的匯水面積相關法的相關參數，應用下列公式計算：

式中：QP——設計頻率P的洪峰流量（m3/s）；

F——設計流域面積（km2）；

KP、n——設計頻率為P的經驗參數。

洪峰流量計算成果見表3。

表3 匯水面積相關法洪水計算成果表

3.2.3 綜合參數法設計洪水計算

綜合參數法適用于流域面積在10～1 000 km2面積范圍以內的流域。結合《商洛地區實用水文手冊》表6-7和表6-8分析的不同分區參數、指數，根據需要選用，本次洪水計算位于丹江下游分區，各項參數見表4。依據《商洛地區實用水文手冊》提供的綜合參數法的相關參數，應用下列公式計算：

式中：QP——設計頻率P的洪峰流量（m3/s）；

F——設計流域面積；

J——主河道平均比降；

HP——設計頻率為P的6 h暴雨量（mm）；

KP——經驗參數；

n、α、β——經驗指數。

計算成果見表4。

表4 綜合參數法洪水計算成果表

3.3 項目區設計洪峰流量采用值

經綜合比較分析，從安全的角度出發，認為綜合參數法計算的結果更接近實際，所以水溝、上河、青山兩個斷面采用綜合參數法的計算結果；紙坊溝、油坊溝處以匯水面積法計算結果。

4 結語

多年來，商南縣個別村莊多處地面下沉裂縫、房屋墻體開裂，對村民群眾的生命財產安全構成巨大威脅。商南縣移民安置項目既是保障地質災害區人民群眾生命財產安全的需要，也是建設社會主義新農村的需要，更是構建社會主義和諧社會的需要。為了保障移民安置區科學建設，防洪安全和保障內容，確定防洪標準為20年一遇。經過水文比擬法、匯水面積相關法、綜合參數法計算項目所在區域的設計洪峰流量，并對各種方法計算的結果進行比較分析，提出耀嶺河水溝安置點20年一遇洪峰流量為366.43 m3/s，上河縣河安置點20年一遇洪峰流量為360.14 m3/s，青山青山河20年一遇洪峰流量為165.75 m3/s，支溝紙坊溝洪峰流量24.29 m3/s，油坊溝43.04 m3/s，可供移民安置區防洪工程建設參考。