榆社縣河道歷史洪水調查分析

霍麗峰

(山西省水文水資源勘測總站，太原 030000)

0 引 言

洪水是一種極為常見且易造成極大損失的災害[1-2]。準確獲取河道洪水情況是進行防洪工程設計的前提條件[3-4]。經過長期的侵蝕、構造活動影響，河道條件較為復雜，洪水調查難度大。訪問、現場洪痕調查、斷面測量等方法是洪水調查的常用方法。榆社縣是典型的山區地形環境條件，山洪災害造成了嚴重的損失，為了保證安全，減少山洪災害影響，調查收集區域內主要河道的洪水情況是十分必要的。

1 河流水系及調查目的

榆社縣境內河流有濁漳河北源和烏馬河。全年65%-70%的河川徑流量集中在6-9月，徑流年際變化也較大。縣域內海拔大部分在1000—1200m之間，屬黃土高原石丘陵山區。歷史洪水調查旨在獲取歷史上的洪水特征，進行資料收集和洪水痕跡考證，估算河道的洪峰流量和重現期，為區域山洪災害治理工程提供依據。

2 洪峰流量推算方法

1)當河段順直、穩定、洪痕點較多，可用比降—面積法推算。

a)勻直河段洪峰流量按下式計算：

(1)

式中：Q為洪峰流量，m3/s；A為過水面積，m2；R為水力半徑，m；J為水面比降；n為河床糙率；K為輸水率。

b)非勻直河段洪峰流量按下式計算：

(2)

(3)

式中：Je為比降；Q為洪峰流量，m3/s；hf為斷面摩阻損失，m；L為斷面間離，m；h為斷面水面落差，m；V上、V下為計算上、下斷面的平均流速，m/s；Km為平均輸沙率；g為重力加速度。

c)考慮擴散損失及彎道損失時洪峰流量按下式計算：

(4)

2)河段較長，洪痕分散，水面線曲折，可用水面曲線法推算，方法如下：

(5)

如在擴散段，則須計及擴散損失：

(6)

(7)

(8)

求得：

(9)

式中：G上、G下為上、下斷面的水位，m；hf為摩阻損失，m；he為擴散損失，m；I上、I下、Im為上、下斷面比降、平均比降。

3 歷史洪水調查成果

3.1 石棧道河段

石棧道河段全長45.5km，集水面積702km2。流域平均寬度15.4km，地形復雜，水土流失嚴重。1957年設石棧道水文站。

調查段長1015m，位于石棧道水文站附近，上游200m處有一彎道，調查段主槽位置存在變動跡象。斷面水量較大時有漫灘，沖淤變化劇烈。

該河段共有3段年調查成果：1930年，對應洪峰流量為1240m3/s；1952年，對應洪峰流量為414m3/s；1970年，對應洪峰流量為1190m3/s。

表1 石棧道河段洪水痕跡及洪水情況調查表

3.2 西河河段

西河河段集水面積242km2。調查段比較順直，斷面規整，無支流，水流通暢，河床及岸坡主要為砂卵石，底坡均勻但床面平整性較差。河道左岸岸坡較緩，右岸岸坡較陡。下游約1000m處與濁漳北源匯合，斷面為單式河槽。該河段2006年，洪水位為9.85m，對應洪峰流量為8.26m3/s。

表3 西河河段洪水痕跡及洪水情況調查表

表4 西崖底河段洪峰流量(比降法)計算成果表

圖1 石棧道河段縱斷面圖 圖2 斷面Ⅰ橫斷面圖

3.3 南河底河段

南河底河段全長61km，集水面積203km2，流域平均寬度3.33km，調查段順直，斷面規整，河床主要為細泥沙，河床較為平整。河道岸坡主要為砂土，下游約500m處匯入榆社河，斷面為單式河槽，大水時沖淤變化較大。該河段2006年，洪水位為19.64m，對應洪峰流量為7.26m3/s。

表5 南河底河段洪水痕跡及洪水情況調查表

表6 南河底河段洪峰流量(比降法)計算成果

圖5 南河底河段斷面圖

4 結 論

通過實地調查、資料收集以及推算分析，對榆社縣石棧道河段、西河河段歷史洪水成果進行調查。其中石棧道河段1930年、1952年、1970年洪水洪峰流量分別為1240m3/s、414m3/s、1190m3/s。西河河段2006年，洪水位為9.85m，對應洪峰流量為8.26m3/s。南河底河2006年，洪水位為19.64m，對應洪峰流量為7.26m3/s。歷史洪水調查成果綜合多種資料，較為可靠，可為山洪治理工程設計提供參考[5-7]。