房有國，李月媚

(齊齊哈爾水文局，黑龍江齊齊哈爾 161005)

南湖水庫設(shè)計(jì)洪水分析

房有國，李月媚

(齊齊哈爾水文局，黑龍江齊齊哈爾 161005)

對有關(guān)地區(qū)沒有水文資料和相關(guān)方面的水文模型研究成果，采用相鄰地區(qū)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法，推求其設(shè)計(jì)洪水。文章以齊齊哈爾市南湖水庫為例推求其設(shè)計(jì)洪水，基本滿足工程設(shè)計(jì)要求。

設(shè)計(jì)洪水;年徑流;洪峰;洪量;過程線

設(shè)計(jì)洪水是指符合工程設(shè)計(jì)中防洪標(biāo)準(zhǔn)要求的洪水，當(dāng)?shù)乜赡艹霈F(xiàn)的洪水。即防洪規(guī)劃和防洪工程預(yù)計(jì)設(shè)防的最大洪水。設(shè)計(jì)洪水的內(nèi)容包括設(shè)計(jì)洪峰、不同時段的設(shè)計(jì)洪量、設(shè)計(jì)洪水過程線、設(shè)計(jì)洪水的地區(qū)組成和分期設(shè)計(jì)洪水等。目前常用的方法有：直接法、間接法、地區(qū)綜合法等下面就以齊齊哈爾南湖水庫為例推求設(shè)計(jì)洪水。

1 流域概況

南湖水庫位于齊齊哈爾市市區(qū)以南25 km，濱洲鐵路橋以北，昂昂溪區(qū)榆樹屯鎮(zhèn)境內(nèi)，南湖水庫是一座平原水庫，沒有明顯的自然溝道。水庫匯集齊市江東澇區(qū)大民排干、鐵鋒區(qū)水師排干及部分市區(qū)面積約330 km2的天然來水，通過南湖水庫調(diào)洪后，沿南湖出口排干泄至特勒溝子等泡群。南湖水庫是一座以防洪、灌溉為主，兼顧排水承泄、養(yǎng)魚等綜合利用的引水式平原性中型水庫。

2 氣象水文

流域氣候?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，春季干旱風(fēng)大，夏季溫?zé)岫嘤辏锛窘禍丶斌E，冬季漫長寒冷。多年平均氣溫2.1℃，夏季最高氣溫41.5℃，冬天最低度氣溫-39℃。本區(qū)多年平均降水量411 mm，年最大降水量807.5 mm，最小降水量227 mm。降水多集中在6～9月，占全年降水量70%以上，大雨和暴雨多集中在7～8月。本區(qū)多年平均蒸發(fā)量932.4 mm(E601)，為降水量2倍。多年平均徑流深20 mm，多年平均風(fēng)速5.3 m/s，最大風(fēng)速28 m/s。

3 徑流

南湖水庫位于松嫩平原產(chǎn)流低值區(qū)，無實(shí)測徑流資料，年徑流由1996年編《黑龍江省水文圖集》確定水庫多年平均徑流深R0=20 mm，變差系數(shù)Cv=1.0，Cs/Cv=2.0。按水文圖集提供的方法計(jì)算本流域年徑流及洪水成果。多年平均徑流量Wo為660萬m3，P=75%的年徑流量為Wp為191.4萬m3。設(shè)計(jì)洪峰流量Q5%為43.6 m3/s，校核洪峰流量Q0.5%為94.9 m3/s。

表1 南湖水庫年徑流成果表

水庫位于4區(qū)，由水文圖集查得各月分配百分?jǐn)?shù)，保證率75%年徑流計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 南湖水庫各月徑流(P=75%)分配計(jì)算表

4 設(shè)計(jì)洪水

本地區(qū)屬于平原區(qū)，又是人工排水渠系密布的地區(qū)，因此不能直接采用水文圖集中的山區(qū)洪水參數(shù)成果計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)排水系統(tǒng)的工程配套情況，采用暴雨途徑推算設(shè)計(jì)洪水?？紤]到本地區(qū)沒有相關(guān)方面的水文模型研究成果，故本次暫采用相鄰的大慶地區(qū)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法，推求南湖水庫的設(shè)計(jì)洪水。

4.1 大慶地區(qū)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算簡介

該區(qū)僅有太陽升水文站一處，控制大青崗堿溝450 km2，始建于1966年，于1979年停測。1966年進(jìn)行安達(dá)閉流區(qū)規(guī)劃時，做了大量的洪水調(diào)查工作，獲得了532個洪痕，并作了分析。1983年大慶乙烯廠排污設(shè)計(jì)時，沿用安達(dá)閉流區(qū)成果，僅對洪量做了修改。1983年大慶乙烯廠設(shè)計(jì)時，又考慮安肇新河以西的大慶地區(qū)，泡沼較多，可以局部閉流，故采用成果見表3。

表3 安達(dá)閉流區(qū)設(shè)計(jì)洪量成果表 mm

設(shè)計(jì)洪水過程采用安達(dá)閉流區(qū)規(guī)劃成果：

式中：T漲為漲水歷時，d;F為集水面積，km2。

4.2 讓胡路以上烏雙區(qū)間設(shè)計(jì)洪水

由于本區(qū)間缺乏徑流資料，所以本次仍以1966年各泡子洪水調(diào)查資料為基礎(chǔ)，加入1987年、1988年各滯洪區(qū)還原資料，用徑流深進(jìn)行頻率分析。適線結(jié)果得出平原區(qū)一次洪量徑流深均值為11.4 mm，Cv=1.6，Cs=2Cv。所以R20%=18.4 mm，R10%=32.1 mm，R5%=47.8 mm，R0.5%=104 mm。

4.2.1 洪水過程線漲水歷時

4.2.2 洪水過程線總歷時

根據(jù)概化過程線漲水歷時與總歷時關(guān)系求得：

4.2.3 洪峰流量計(jì)算

根據(jù)概化過程線的縱坐標(biāo)及漲水歷時公式推算出以下洪峰流量公式：

式中：Qmp為設(shè)計(jì)洪峰流量，m3/s;Wp為設(shè)計(jì)洪水總量，106m3;T漲為漲水歷時，d。

又由：

式中：F為集水面積;Rp為設(shè)計(jì)徑流深。

則上式可以改寫為：

式中：Qmp為設(shè)計(jì)洪峰流量，m3/s;Rp為次洪水徑流深，mm;F為集水面積，km2。

4.2.4 設(shè)計(jì)洪水概化過程線

按以下公式計(jì)算洪水過程線，其中Qt為時段洪峰均值。見表4。

表4 大慶地區(qū)設(shè)計(jì)洪水概化線表

4.3 南湖水庫設(shè)計(jì)洪水

根據(jù)以上公式計(jì)算南湖水庫設(shè)計(jì)洪水，成果見表5;洪水過程按大慶地區(qū)概化線進(jìn)行放大，過程線見表6。

表5 南湖水庫洪峰、洪量成果表

表6 南湖水庫設(shè)計(jì)洪水過程線計(jì)算表

5 結(jié)束語

如果工程所在地的洪水流量和雨量資料均短缺，可在自然地理?xiàng)l件相似的地區(qū)，對有資料流域的洪水流量、雨量和歷史洪水資料進(jìn)行分析和綜合，繪制成各種重現(xiàn)期的洪峰流量、雨量、產(chǎn)流參數(shù)和匯流參數(shù)等值線圖，或?qū)⑦@些參數(shù)與流域自然地理特征建立經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，然后借助這些圖表和經(jīng)驗(yàn)關(guān)系推算設(shè)計(jì)地點(diǎn)的設(shè)計(jì)洪水。

［1］華東水利學(xué)院.水工設(shè)計(jì)手冊：第二卷［M］.北京：水利電力出版社，1989.

［2］劉光文.水文分析與計(jì)算［M］.北京：水利電力出版社，1989.

TV122

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1007-7596(2011)06-0083-02

2011-04-18

房有國(1977-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師，從事水文測驗(yàn)工作;李月媚(1963-)，女，黑龍江齊齊哈爾人，技師。