新郎川河防洪工程設計洪水推求探討

秦 娟

(上海川河水利規劃設計有限公司，上海 201204)

新郎川河下游水文觀測站誓節站設立于1971年12月，觀測項目有水位、流量、泥沙等，資料系列統計到2011年，并有1984年流域性特大洪水的洪水調查成果；站址以上控制集水面積678 km2，基本可以控制整個流域水情資料。因此，本文依據新郎川河誓節水文站的歷年水文觀測資料并作為參照站，分析水文參照站設計洪水，進而采用間接法和水文比擬法對新郎川河防洪工程設計洪水進行推求比較分析，為河道整治防洪工程提供合理的數據理論支撐。

1 設計洪水推求方法比較分析

1.1 間接法

(1)流域特征值。本文對新郎川河干、支流河道流域特征值進行了量算，其主要控制斷面栗園、花鼓河入新郎川河河口、汭河入新郎川河河口的流域參數F分別909.0、696.2、510.1 km2，L分別為54.9km、40.5km、25.9 km，B分別為16.3km、17.2km、19.6 km，J分別為0.149、0.194、0.286%。

(2)設計暴雨。設計點暴雨采用2種方法計算。其一是根據實測暴雨資料分析計算；其二是采用《安徽省暴雨參數等值線圖、山丘區產匯分析成果和山丘區中、小面積設計洪水計算辦法》(以下簡稱《84年辦法》)來查算。

根據新郎川河流域境內分布焦村站、胡村站、柏墊站、楊灘站和鳳凰山站等5處雨量站實測年最大24h降雨量資料用P-Ⅲ型頻率曲線進行頻率計算分析，采用5站算數平均值作為設計點暴雨值，計算成果如表1所列。同時根據安徽省暴雨參數等值線圖查算出新郎川河流域以上年最大24h點暴雨設計值。2種方法計算的新郎川河流域設計點暴雨成果比較表如1所示。考慮利用查圖法推求河道治理設計洪水是偏安全的，故采用查圖法設計點暴雨成果。

表1 適線法與查圖法最大24h設計點暴雨成果比較 mm

(3)設計洪水。按照《84年辦法》求得栗園、花鼓河入新郎川河河口、汭河入新郎川河口各控制斷面處設計洪峰流量，當P=10%時，洪水洪峰流量分別為972、934、857m3/s；P=20%時，洪水洪峰流量分別為1539、1470、1346m3/s；P=50%時，洪水洪峰流量分別為2700、2576、2348m3/s。

1.2 水文比擬法

本文依據流域內誓節水文站1972～2011年系列實測流量資料，先計算水文站設計洪水，進而采用水文比擬法，推求相應新郎川河流域內各控制節點的設計洪水。

據新郎川河歷史洪水記載，近1個世紀以來，流域內發生2次特大洪水，分別是在1931、1984年。其中由于1931年洪水年代久遠，難以調查到準確可靠的洪水痕跡，故僅用于重現期分析，而不參與頻率分析計算。同時根據《安徽省水文年鑒》相關記載，新郎川河下游誓節水文站1984年6月14日發生設站以來的特大洪水，最大洪峰流量達3100m3/s。

經以上分析可知，1984年洪水為自1931年以來的最大洪水，屬流域性特大洪水，故將1984年實測洪水作為特大值處理，重現期約為80年。經驗頻率經驗頻率采用數學期望公式計算，按矩法計算參數Ex、Cv作為初估值，頻率曲線線型采用P-Ⅲ型，然后以適線法進行調整確定，其當頻率分別為P=33.3%、20%、10%、5%、2%，重現期分別為N=3、5、10、20、50年，其洪峰流量分別為Qm=629、890、1301、1753、2389m3/s。

采用水文比擬法將誓節站設計洪水推算至新郎川河流域，其新郎川河栗園以上集水面積909.0km2，誓節水文站控制面積678.0km2，洪峰按面積比的2/3次方，根據水文比擬法計算公式QS= QC×(FS/FC)2/3其中，QS為設計斷面洪峰流量；QC為參照站洪峰流量；FS為設計斷面控制面積；FC為水文站控制面積)，以誓節站為參照站，確定其栗園、花鼓河入新郎川河河口、石鼓河入新郎川河河口及汭河入新郎川河口各節點洪水洪峰流量，其當P=10%時，洪水洪峰流量分別為1580、1324、1238、1076m3/s；當P=20%時，洪水洪峰流量分別為2130、1784、1667、1450m3/s；當P=50%時，洪水洪峰流量分別為2905、2431、2272、1976m3/s。

1.3 設計洪水成果合理性分析與選用

依據《安徽省郎溪縣新老郎川河連接段河道綜合整治工程》與《廣德縣桐汭河誓節集鎮段防洪工程》報告中對誓節站設計洪水進行了排頻分析計算，實測流量采用1972～2011年系列資料，并將1984年實測洪水作為特大值處理[3]；當P=5%、10%、20%，其誓節水文站設計洪峰流量分別為1750、1275、850m3/s；與本次設計當P=5%、10%、20%，其Qm=1753、1301、890m3/s值較為接近。另據《安徽省郎溪縣縣城防洪規劃(2011～2030)》報告中對誓節站設計洪水進行了排頻分析計算，并采用水文比擬法[5]，洪峰按面積比的2/3次方洪量，將誓節站設計洪水推算至新郎川河流域，其新郎川河栗園斷面的洪水洪峰流量，其當P=50%、20%(50年1遇、20年1遇)，其Qm=2974、2130m3/s；經過以上附近類似工程對比分析，采用水文比擬法推求新郎川河流域設計洪水與原規劃比較接近、合理，故確定本工程采用水文比擬法計算成果。

2 結束語

新郎川河流域多年平均降雨量1328mm，年內、年際變化較大，時空分布不均勻，暴雨多集中于5～8月，約占全年的40%；多年平均徑流深680mm～840mm，多在汛期以洪水方式下泄，非汛期流量較小。新郎川河洪水均由暴雨形成，經分析1984年洪水為自1931年以來的最大洪水，屬流域性特大洪水，將1984年實測洪水作為特大值處理。通過間接法、水文比擬法對新郎川河各節點設計洪水進行對比分析，以誓節水文站為參照站，采用水文比擬法推求新郎川河流域設計洪水與原規劃比較接近、合理，故確定本工程采用水文比擬法計算成果；為今后類似河道整治及防洪提供合理的數據支撐[1]。