房有國(guó)，宋 艷

(齊齊哈爾水文局，黑龍江齊齊哈爾161005)

1 流域概況

拉林河是松花江右岸一級(jí)支流，流域面積19 215 km2，是黑龍江省和吉林省界河，其中黑龍江省內(nèi)流域面積為11 290 km2。拉林河發(fā)源于長(zhǎng)白山張廣才嶺，由東南向西北流經(jīng)尚志、五常、雙城、舒蘭、榆樹(shù)和扶余等6個(gè)市縣，在哈爾濱以上150 km處匯入松花江，河道長(zhǎng)488 km，向陽(yáng)山以上為山區(qū)，以下至牤牛河口地勢(shì)漸緩，屬丘陵區(qū)，牤牛河口以下逐漸過(guò)渡為平原區(qū)。石人溝水庫(kù)位于拉林河流域下游雙城市萬(wàn)隆鄉(xiāng)和杏山鎮(zhèn)交界處，距雙城市60 km，地處拉林河和松花江三角地帶，水庫(kù)集水面積540 km2。

2 氣象

本區(qū)屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，根據(jù)雙城市氣象站統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫3.5℃，日平均最高氣溫為33.7℃，日平均最低氣溫為－33.8℃;20 cm蒸發(fā)器觀測(cè)的多年平均蒸發(fā)量為1 552 mm，多年平均陸面蒸發(fā)量為445 mm，多年平均降水量為470 mm，歷年平均風(fēng)速為4.0 m/s，歷年最大風(fēng)速為24 m/s，最大凍土深度為2.10 m。

3 水文基本資料

石人溝水庫(kù)所在的區(qū)域沒(méi)有水文站，只有1處雨量站(水泉站)，具有1958—2006年降水觀測(cè)資料。拉林河干流上有沈家營(yíng)、五常及蔡家溝共3處水文站，3個(gè)水文站歷年水文資料，測(cè)驗(yàn)精度較高，基本資料可靠。由于石人溝水庫(kù)無(wú)徑流觀測(cè)資料，并且水庫(kù)在拉林河引拉渠首引水，根據(jù)本地區(qū)測(cè)站情況，選擇拉林河干流五常水文站作為本次設(shè)計(jì)的參證站。

4 洪水

4.1 暴雨洪水特性

拉林河流域洪水一般分春汛和夏汛。春汛洪水由融冰、融雪形成，大小主要取決于冬季降雪量和春季氣溫回升的速度，主要發(fā)生在4月中下旬—5月上旬，一般情況洪水量級(jí)不大，過(guò)程較短。夏汛洪水主要是由暴雨形成，流域內(nèi)暴雨多出現(xiàn)在7月和8月，6月和9月也有少數(shù)暴雨出現(xiàn)，且量級(jí)不大。石人溝水庫(kù)洪水來(lái)源主要是友誼灌區(qū)一排干坡水，暴雨多發(fā)生在每年7月和8月，一般歷時(shí)較長(zhǎng)，但雨量集中，最大1 d降雨占最大3 d降雨50%以上。

4.2 設(shè)計(jì)洪水

流域年內(nèi)洪水可劃分為春汛洪水、秋汛洪水和大汛洪水，由于秋汛洪水較小，本次只對(duì)大汛洪水和春汛洪水進(jìn)行分析。大汛洪水采用全年選樣統(tǒng)計(jì)，春汛洪水采用4—6月獨(dú)立選樣。

4.2.1 大汛設(shè)計(jì)洪水

本次設(shè)計(jì)采用參證站洪水參數(shù)修正方法、1996年《黑龍江省水文圖集》中由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水和由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水方法，分別計(jì)算水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水。

4.2.1.1 參證站洪水參數(shù)修正法

根據(jù)省院編制的《磨盤(pán)山水庫(kù)供水工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》五常水文站洪水系列計(jì)算到2000年，由于2000年以后沒(méi)有發(fā)生大洪水，從安全考慮，本次直接采用該成果，見(jiàn)表1。

表1 五常站設(shè)計(jì)洪水成果表

根據(jù)1996年版《黑龍江省水文圖集》中洪水參數(shù)等值線圖，利用五常站和石人溝水庫(kù)在等值線圖上的梯度把五常站設(shè)計(jì)洪水參數(shù)修正到石人溝水庫(kù)壩址，根據(jù)修正后的參數(shù)，推求工程地點(diǎn)設(shè)計(jì)洪水，參數(shù)修正見(jiàn)表2，石人溝水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表3。

表2 洪水修正參數(shù)表

表3 石人溝水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果表(參證站參數(shù)修正)

4.2.1.2 查圖集等值線圖法推求設(shè)計(jì)洪水

根據(jù)1996年版《黑龍江省水文圖集》中的洪水參數(shù)等值線圖查得水庫(kù)集水面積重心處的洪水參數(shù)Cp、B1、B3及相應(yīng)的Cv值，用查得的洪水參數(shù)推求設(shè)計(jì)洪水，成果見(jiàn)表4。

表4 等值線圖推求設(shè)計(jì)洪水成果表

4.2.1.3 暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水

根據(jù)1996年版《黑龍江省水文圖集》中暴雨參數(shù)等值線圖查得石人溝水庫(kù)集水面積重心處的暴雨參數(shù)，通過(guò)暴雨途徑推求水庫(kù)不同頻率的設(shè)計(jì)洪水，成果見(jiàn)表5。

表5 石人溝水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果表(暴雨途徑)

4.2.1.4 采用成果

對(duì)上述各方法推求設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行對(duì)比，成果見(jiàn)表6。

表6 石人溝水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果比較表

從表中可以看出，參證站參數(shù)修正法設(shè)計(jì)洪水成果與查圖集等值線法成果接近，兩者相差在5%之內(nèi)。暴雨途徑計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水成果大于查圖集等值線法推求的設(shè)計(jì)洪水成果，偏大36.2%～77.5%，由于石人溝水庫(kù)位于拉林河下游，地勢(shì)相對(duì)平坦，接近平原區(qū)特點(diǎn);本次查用的暴雨等值線主要依據(jù)上游山區(qū)雨量站繪制，直接查用成果偏大，而且我省暴雨推求洪水方法主要依據(jù)山區(qū)產(chǎn)匯流條件演化，運(yùn)用到本區(qū)將使短歷時(shí)洪量偏大較多;考慮到按圖集等值線法計(jì)算成果基礎(chǔ)資料更可靠，且地區(qū)綜合性強(qiáng)，故推薦圖集法推求的水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果。

4.2.2 春汛設(shè)計(jì)洪水

由于石人溝水庫(kù)沒(méi)有水文觀測(cè)資料，本次采用拉林河中上游五常站作為參證站。分別計(jì)算五常站1953—2000年、1953—1992年(圖集系列年份)春汛4—6月最大1 d、3 d洪量設(shè)計(jì)洪水。利用五常站大汛設(shè)計(jì)洪水與春汛設(shè)計(jì)洪水成果的比例關(guān)系修正石人溝水庫(kù)大汛設(shè)計(jì)洪水成果，得到石人溝水庫(kù)春汛設(shè)計(jì)洪水成果。設(shè)計(jì)洪峰利用大汛洪峰流量與1 d洪量的洪水參數(shù)比例關(guān)系計(jì)算，成果分別見(jiàn)表7、表8。

表7 五常站春汛設(shè)計(jì)洪水成果表

表8 石人溝水庫(kù)春汛設(shè)計(jì)洪水成果表

從表8可以看出，1953—1992年系列春汛洪水成果大于1953—2000年系列春汛洪水成果，從安全角度考慮，并與大汛成果采用系列一致，本次春汛設(shè)計(jì)洪水成果采用1953～1992年系列成果。

4.2.3 設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線

石人溝水庫(kù)集水面積為540 km2，因受水庫(kù)實(shí)測(cè)資料條件限制，根據(jù)本次分析的設(shè)計(jì)洪水成果，采用1996年版《黑龍江省水文圖集》中的概化過(guò)程線法推求水庫(kù)大汛和春汛設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線，最大24 h洪量與最大1 d洪量的比值K，采用1996年版《黑龍江省水文圖集》中的分析成果，因集水面積＞400 km2，取K=1.10。計(jì)算時(shí)段△t=2 h，可以得到石人溝水庫(kù)大汛設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線及春汛設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線。

5 結(jié)語(yǔ)

在缺少水文資料但流域內(nèi)具有較長(zhǎng)系列代表站的區(qū)域，可由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水方法，通過(guò)產(chǎn)流和匯流計(jì)算，推求設(shè)計(jì)洪峰、洪量和洪水過(guò)程線，或利用代表站和設(shè)計(jì)地點(diǎn)在等值線圖上的梯度把代表站設(shè)計(jì)洪水參數(shù)修正到設(shè)計(jì)壩址，根據(jù)修正后的參數(shù)，推求工程地點(diǎn)設(shè)計(jì)洪水，或通過(guò)其他方法求得，最后通過(guò)對(duì)比分析確定最終合理設(shè)計(jì)洪水。

［1］ 黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.哈爾濱磨盤(pán)山水庫(kù)供水工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2002.