王 瓊

(佳木斯水文局，黑龍江 佳木斯154002)

河流發(fā)生的洪水包括實(shí)測(cè)洪水和歷史洪水兩種，所謂歷史洪水是指過(guò)去已發(fā)生，但未通過(guò)水文站測(cè)到的特大洪水，這種洪水一般發(fā)生的年代久遠(yuǎn)但對(duì)水利工程設(shè)計(jì)規(guī)劃十分重要，有時(shí)歷史洪水是現(xiàn)有洪水系列中最大洪水。對(duì)歷史洪水洪峰流量進(jìn)行估算可以展延現(xiàn)有洪水系列長(zhǎng)度和洪水量級(jí)，有利于更加精確地計(jì)算設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期。

歷史洪水和因故無(wú)法實(shí)測(cè)洪水的洪峰流量須采用事后估算的方法來(lái)確定。目前常用估算方法有水位～流量關(guān)系曲線延長(zhǎng)法、比降法和測(cè)站斷面特性延長(zhǎng)法。下面以湯旺河五營(yíng)站為例，對(duì)以上方法進(jìn)行假定洪峰流量估算對(duì)比分析。以某一水位對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)洪峰流量為例，分別采用上述各方法對(duì)該水位下洪峰流量進(jìn)行估算分析，進(jìn)而得到各方法的計(jì)算精度結(jié)果，得出分析結(jié)論［1］。

1 洪峰流量估算方法介紹

1.1 水位～流量關(guān)系曲線延長(zhǎng)法

對(duì)于設(shè)計(jì)洪水?dāng)嗝媾c水文測(cè)站斷面相距較近時(shí)可采用此法，基本要求是測(cè)站歷年水位～流量關(guān)系為單一曲線，斷面穩(wěn)定無(wú)跑灘。確定需估算的洪峰水位后，將其與水文測(cè)站斷面水位相對(duì)應(yīng)，具體方法可參照水面線資料或?qū)嵉厮婢€落差估算，然后根據(jù)水文測(cè)站斷面的水位～流量、水位～面積和水位～流速關(guān)系曲線估算。

因水位～流速關(guān)系曲線高水部分一般趨于直線，所以應(yīng)先延長(zhǎng)水位流速關(guān)系線，然后再按趨勢(shì)延長(zhǎng)水位面積關(guān)系線，最后以延長(zhǎng)后的流速和面積相乘即為所估算的洪峰流量，這種方法比較簡(jiǎn)單，可以直接利用本站已有綜合水位～流量關(guān)系線來(lái)延長(zhǎng)估算［2］。

1.2 比降法

該方法也稱為曼寧公式法，適用于附近無(wú)水文測(cè)站，但洪痕點(diǎn)較多且比較明顯的洪水估算，一般不適合估算年代久遠(yuǎn)的歷史洪水。其計(jì)算公式為:

式中:Q 為洪峰流量;A 為洪痕水位下斷面面積;n為河床糙率;R 為平均水深;i 為水面線比降。式中A 通過(guò)實(shí)測(cè)大斷面資料求出，n 可參考鄰近水文站實(shí)測(cè)值或相關(guān)文獻(xiàn)中的經(jīng)驗(yàn)值，R 由斷面面積除以濕周或水面寬求出，i 由實(shí)地調(diào)查測(cè)量的斷面間距除以水位落差求出，該方法需實(shí)地調(diào)查洪痕點(diǎn)和測(cè)量多個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嬉员愦_定水面比降［3］。

1.3 斷面特性延長(zhǎng)法

該方法適用于調(diào)查斷面附近有水文站，但需要有實(shí)測(cè)洪水資料來(lái)外延斷面流量與斷面面積與水深的關(guān)系來(lái)推求洪峰流量，該方法屬于水位～流量關(guān)系延長(zhǎng)法的補(bǔ)充和升級(jí)版，適用范圍更廣一些?？梢岳脺y(cè)站已有的歷史數(shù)據(jù)建立Z ～A;Q ～A;關(guān)系圖，在一副圖上畫(huà)出這兩條線之后，根據(jù)調(diào)查洪痕水位即可輾轉(zhuǎn)查出洪峰流量［4］。

2 實(shí)例應(yīng)用對(duì)比分析

選擇湯旺河五營(yíng)站實(shí)測(cè)流量資料，該資料系列水位級(jí)284.09 ～286.11 m對(duì)應(yīng)的9 次流量均為實(shí)測(cè)流量，現(xiàn)分別以上述3 中方法對(duì)這些測(cè)次的流量進(jìn)行估算，然后進(jìn)行誤差對(duì)比分析。其中水位～流量和流量與斷面特征關(guān)系曲線采用該站歷年關(guān)系線，此處略;比降法所用糙率、比降采用該站水位與糙率和比降的關(guān)系線查得，其余參數(shù)采用大斷面圖查得，結(jié)果見(jiàn)表1。

3 結(jié) 論

經(jīng)分析計(jì)算，該站比降法估算洪峰流量精度較高，主要原因是該站比降和糙率值在不同水位級(jí)時(shí)變化較小，相對(duì)比較穩(wěn)定，所以在洪痕點(diǎn)確認(rèn)比較準(zhǔn)確的情況下估算洪水效果較好;再者就是比降法采用了洪水的實(shí)際影響因素來(lái)計(jì)算。另外兩種方法屬于相關(guān)法，也就是利用以往洪水的相似性來(lái)查線估算，這里人為影響因素較多，曲線延長(zhǎng)趨勢(shì)有一定的任意性，所以估算精度相對(duì)較低［6－8］。

本文所述方法是以實(shí)測(cè)洪水為例進(jìn)行的假設(shè)洪峰流量估算，主要目的是了解各方法的使用精度情況。實(shí)際洪峰估算時(shí)因無(wú)權(quán)威的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)，因此在方法選擇上并無(wú)嚴(yán)格要求，本文所述方法可作為事先參考，所述結(jié)論僅局限于實(shí)例測(cè)站范圍，對(duì)不同河道不具有代表性。

［1］金光炎，水文水資源隨機(jī)分析［M］.北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1992:35－65.

［2］黑龍江省水利廳，黑龍江省水文圖集［M］.哈爾濱:黑龍江省水利廳，1996.

［3］黑龍江省水文總站，黑龍江省水資源研究［M］.哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1991:7－14.

［4］水利部水資源管理司，建設(shè)項(xiàng)目水資源論證培訓(xùn)教材［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2005:79－92.

［5］楊樹(shù)桐，楊波.借鑒歷史洪水經(jīng)驗(yàn)擬定防洪預(yù)案［J］.海河水利，2000(04):89－90.

［6］姚志遠(yuǎn).應(yīng)用植被洪痕重現(xiàn)歷史洪水［J］.水土保持應(yīng)用技術(shù)，2011(03):59－61.

［7］盛長(zhǎng)濱.嫩江流域歷史洪水傳播特征分析［J］.東北水利水電，2008(11):25－28.

［8］李剛，劉雙林.關(guān)于有歷史洪水參加的洪水資料經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算方法的討論［J］.吉林水利，2004(02):67－68.