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        港上水文站不同重現(xiàn)期洪水位算法探討

        2015-12-12 06:00:02吉文平李傳書高正新吳成耕王勇成
        江蘇水利 2015年8期
        關(guān)鍵詞:洪水位河底洪峰流量

        吉文平 李傳書 高正新 吳成耕 王勇成

        (江蘇省水文水資源勘測局徐州分局,江蘇 徐州 221006)

        1 水道斷面的演變

        通過對(duì)港上水文站1972~2012年的實(shí)測大斷面資料分析發(fā)現(xiàn),測站斷面變化很大,1972年河底寬度127.4 m,最低點(diǎn)高程28.14 m;2000年河底寬度300 m,最低點(diǎn)高程27.51 m;2012年河底寬度341 m,最低點(diǎn)高程26.45 m。從圖1可以看出,原來的河槽呈三角形,現(xiàn)在的河槽呈梯形。1972~1985年斷面變化不明顯,1986~2001年斷面變化劇烈,河床靠右側(cè)河底部分被沖刷,河床下切明顯,河底加寬,2002~2012年斷面趨于穩(wěn)定(見圖2)。經(jīng)計(jì)算,當(dāng)水位達(dá)到或超過32.54 m 時(shí),斷面面積由1972年的910 m2擴(kuò)大到1991年的1260 m2,2000年 為1770 m2,2012年 為1920 m2,比1972年的斷面面積分別增大350 m2、860 m2、1010 m2,說明自1972年后,斷面的過水面積顯著增加。

        水道斷面變化原因分析如下:

        一是改革開放后,為加快經(jīng)濟(jì)建設(shè),基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度加大,對(duì)砂石需求也增大,為此河湖采砂大規(guī)模展開,港上站斷面上游400 m 至下游500 m 之外的河道都被采砂,特別是上游的采砂活動(dòng),改變了水流的方向,使測站斷面的右岸河道受到了嚴(yán)重的沖刷影響,造成河道主槽向右岸移動(dòng)。

        二是下游華沂閘以下開挖治理4.8 km 長河道,使測驗(yàn)斷面下游水流順暢,流速加快,河床被沖刷。

        現(xiàn)行水道斷面,于2000年至今,河床質(zhì)均系砂漿土,耐沖刷,斷面已經(jīng)基本穩(wěn)定。

        2 洪峰流量頻率曲線分析

        根據(jù)本站水道斷面變化較為劇烈的具體情況,如單純地建立水位頻率分析推算50年一遇乃至100年一遇的特征水位較為困難,因?yàn)槭芎拥肋^水面積的不穩(wěn)定性影響,同等量級(jí)的洪水對(duì)應(yīng)的最高洪水位會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)變化。為了能夠推算50年一遇乃至100年一遇的特征水位,筆者試圖通過建立洪峰流量頻率曲線測算洪峰流量,然后再通過建立河床穩(wěn)定后的流量與水位關(guān)系計(jì)算各設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的特征水位值。

        經(jīng)分析計(jì)算,50年一遇洪峰流量為7920 m3/s,100年一遇洪峰流量為9310 m3/s。港上水文站實(shí)測洪峰流量頻率曲線見圖3。

        圖1 1984~2002年實(shí)測主河槽斷面圖

        圖2 2002~2012年實(shí)測主河槽斷面圖

        圖3 港上水文站實(shí)測洪峰流量頻率曲線圖

        圖4 港上水文站水位流量關(guān)系圖

        3 水位流量關(guān)系的建立

        分析水位流量關(guān)系的思路為:先通過建立港上水文站過水?dāng)嗝娣€(wěn)定的洪峰水位流量關(guān)系(見圖4),再借助洪峰流量頻率曲線圖(見圖3)分別測算不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量,然后借助該斷面的水位流量關(guān)系線,根據(jù)不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量測算相應(yīng)頻率的防洪水位數(shù)值(本文中的水位高程均系廢黃河口基面高程)。

        表1 港上水文站不同重現(xiàn)期洪水位一覽表

        4 測算結(jié)果

        港上水文站不同重現(xiàn)期洪水位測算結(jié)果見表1。

        (1)50年一遇洪峰流量為7920 m3/s,對(duì)應(yīng)的50年一遇水位設(shè)計(jì)值為35.25 m。

        (2)100年一遇洪峰流量為9310 m3/s,對(duì)應(yīng)的100年一遇水位設(shè)計(jì)值為35.90 m。

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