青島南膠萊河流域干流設(shè)計(jì)洪水計(jì)算分析

賈春偉，王振廳，時(shí) 青

（青島市水文局，山東 青島266071）

1 流域概況

南膠萊河發(fā)源于青島平度市姚家村，經(jīng)膠州市膠東街道店口村匯入大沽河。全長(zhǎng)30 km，呈東南——西北走向，流域面積1 500 km2，呈長(zhǎng)方形。南膠萊河主要支流有膠河、墨水河、小清河、助水河、利民河、碧溝河等。1958 年，膠河上游修建了王吳水庫(kù)，流域面積344 km2，總庫(kù)容4 703 萬(wàn)m3。王吳水庫(kù)上游，建有楊家屯、法家莊、柏鄉(xiāng)、紅旗、黃家河等小（1）型水庫(kù)。同年，在墨水河下游修建官路水庫(kù)，水庫(kù)控制流域面積264 km2，總庫(kù)容3 390 萬(wàn)m3。因水庫(kù)漏水嚴(yán)重，且由于水庫(kù)蓄水導(dǎo)致沿庫(kù)周圍土地開始鹽漬化，1963 年改為官路滯洪區(qū)。

1950 年，水文部門在南膠萊河干流設(shè)立吳家口水文站，控制流域面積882 km2，收集1951—1970 年20 年水文資料；1971 年5 月，該站下遷約6 km 至閘子集，改名閘子水文站，控制流域面積1 277 km2，收集有1971 年至今40 多年水文資料。

1960—1985 年，水文部門在膠河王吳水庫(kù)設(shè)有水文站，收集有26 年水文資料。在王吳水庫(kù)上游10 km 的鋪集鎮(zhèn)皇姑屯附近，1958 年設(shè)立紅旗水文站，該站控制流域面積154 km2，1998 年停測(cè)，收集有41 年水文資料。

在流域內(nèi)及流域外鄰近地區(qū)，設(shè)有六汪、芝蘭莊、張戈莊、蘭底、膠縣、大村等雨量站，收集有較長(zhǎng)系列的不同時(shí)段雨量資料。

2 南膠萊河流域洪水特征

2.1 支流洪水大于干流洪水

南膠萊河干流長(zhǎng)30 km，膠河干流長(zhǎng)100 km，流域面積608 km2；墨水河干流長(zhǎng)50 km，流域面積339.9 km2，支流長(zhǎng)度明顯大于干流。

1975 年8 月15 日洪水，紅旗水文站洪峰流量557 m3/s，王吳水庫(kù)入庫(kù)洪峰流量1 040 m3/s，王吳水庫(kù)出庫(kù)最大流量278 m3/s，而干流閘子水文站洪峰流量為433 m3/s。可以看出，南膠萊河支流洪水大于干流洪水。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)南膠萊河流域各站實(shí)測(cè)最大洪峰流量：紅旗站為692 m3/s（1962 年），王吳水庫(kù)為1 040 m3/s（1975 年，統(tǒng)計(jì)年限1964—1985 年），閘子（吳家口）站為455 m3/s（1974 年）；1914 年歷史洪水調(diào)查資料顯示，支流墨水河宋家屯河段洪峰流量1 790 m3/s，而干流吳家口河段洪峰流量?jī)H為750 m3/s，支流洪峰流量明顯大于干流洪峰流量。

2.2 干流洪水峰小量大

從實(shí)測(cè)的吳家口、閘子站洪水過(guò)程線來(lái)看，洪水過(guò)程線均為矮胖峰型。分析其中原因，主要是由于南膠萊河是人工河道，支流均正交于干流，干流及其支流下游為平原地區(qū)，排澇渠系發(fā)達(dá)，加上南膠萊河干流比降僅為0.17‰，致使洪水在河網(wǎng)中槽蓄，排水不暢；另外，墨水河下游現(xiàn)狀情況為官路滯洪區(qū)，洪水經(jīng)官路滯洪區(qū)滯洪后再進(jìn)入南膠萊河也是造成這一特征的原因。

3 洪水設(shè)計(jì)計(jì)算

南膠萊河河道及蓄滯洪工程情況特殊，水文情勢(shì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)洪水計(jì)算難度較大。總的思路是以實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)，分析出符合本流域特點(diǎn)的產(chǎn)、匯流關(guān)系，使設(shè)計(jì)洪水成果符合本流域的洪水特征。

本次南膠萊河流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算采用流量資料（直接法）和實(shí)測(cè)暴雨（間接法）兩種方法分別計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較。

3.1 直接法由實(shí)測(cè)流量資料推求設(shè)計(jì)洪水

利用閘子水文站的實(shí)測(cè)流量資料系列進(jìn)行頻率分析，推求閘子站各設(shè)計(jì)頻率洪峰流量。由設(shè)計(jì)洪峰流量，選擇“1971.8.10”洪水作為典型洪水，采用洪峰流量同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行過(guò)程放大，推求閘子站各設(shè)計(jì)頻率的洪水過(guò)程。以閘子站設(shè)計(jì)洪水為基礎(chǔ)，利用經(jīng)驗(yàn)公式將閘子站的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程修正，最終得出南膠萊河流域現(xiàn)狀條件下的設(shè)計(jì)洪水。

3.2 間接法由實(shí)測(cè)暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水

王吳水庫(kù)以上單元采用王吳水庫(kù)站的降雨徑流關(guān)系推求水庫(kù)以上產(chǎn)流，區(qū)間單元采用閘子站的降雨徑流關(guān)系，推求區(qū)間產(chǎn)流，根據(jù)“74.8 暴雨”的雨型進(jìn)行設(shè)計(jì)凈雨的時(shí)程分配。

王吳水庫(kù)以上單元采用王吳水庫(kù)經(jīng)驗(yàn)單位線進(jìn)行匯流計(jì)算，區(qū)間單元采用閘子站經(jīng)驗(yàn)單位線進(jìn)行匯流計(jì)算。

王吳水庫(kù)以上洪水經(jīng)過(guò)王吳水庫(kù)調(diào)蓄后，沿膠河匯入南膠萊河。將王吳水庫(kù)以上設(shè)計(jì)洪水經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算后，下泄流量匯流演算至設(shè)計(jì)斷面處，與求得的同頻率各設(shè)計(jì)斷面的區(qū)間洪水疊加，得到南膠萊河流域現(xiàn)狀條件下的設(shè)計(jì)洪水。

兩種設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法成果比較見表1。

表1 南膠萊河流域設(shè)計(jì)洪水成果比較表

4 結(jié) 論

兩種方法計(jì)算出的南膠萊河流域洪峰流量和洪量均有較大差別，暴雨法計(jì)算成果遠(yuǎn)大于流量法成果。原因主要有以下幾方面：

1）南膠萊河流域有其特殊的產(chǎn)、匯流特點(diǎn)，且降雨徑流關(guān)系定線時(shí)取外包線，這就造成設(shè)計(jì)洪水時(shí)可能造成產(chǎn)流偏大。

2）在匯流計(jì)算方面，由于分析的單位線在實(shí)測(cè)洪水驗(yàn)證時(shí)成果就偏大、偏安全，這也造成設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果偏大。

3）王吳水庫(kù)出庫(kù)洪水經(jīng)河道匯流演算至設(shè)計(jì)斷面，而由于缺乏實(shí)測(cè)資料，演算過(guò)程很難符合南膠萊河特殊的匯流特性，往往造成疊加成果偏大。

4）間接法實(shí)測(cè)暴雨法為間接推求，在面雨量計(jì)算、雨型選擇、前雨取用、產(chǎn)流計(jì)算、匯流計(jì)算等方面都存在一些中間環(huán)節(jié)，容易使最后成果出現(xiàn)偏差。

直接法采用的實(shí)測(cè)流量資料，綜合反映了流域的產(chǎn)、匯流特性，且資料年限滿足規(guī)范要求，同時(shí)，在實(shí)測(cè)流量成果中還考慮了歷史調(diào)查洪水，計(jì)算成果可靠。因此，采用直接法的計(jì)算成果作為南膠萊流域的最終洪水設(shè)計(jì)成果。