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        無資料地區(qū)設(shè)計(jì)洪水分析實(shí)例

        2016-01-01 00:00:00王春蕊
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年3期

        摘 要:由于實(shí)際需要,在很多無實(shí)測水文資料地區(qū)需要用到設(shè)計(jì)洪水,文章通過流域比擬法計(jì)算泥河古魯板花站設(shè)計(jì)洪水,利用曼寧公式推求設(shè)計(jì)水位。

        關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)洪水;流域比擬法;曼寧公式;設(shè)計(jì)水位

        水文現(xiàn)象具有地區(qū)性,如果某幾個(gè)流域處在相似的自然地理?xiàng)l件下,則其水文現(xiàn)象具有相似的發(fā)生、發(fā)展、變化規(guī)律和相似的變化特點(diǎn)。與研究流域有相似自然地理特征的的流域稱為相似流域(即參證流域)。流域比擬法就是以流域間的相似性為基礎(chǔ),將相似流域的水文資料移用至研究流域的一種簡便方法。文章通過流域比擬法推求無資料地區(qū)新建測站設(shè)計(jì)洪水和設(shè)計(jì)流量。

        1 地理概況

        泥河:發(fā)源于巴彥縣黑青二山,經(jīng)慶安在東津鄉(xiāng)入境,為北林區(qū)與巴彥縣,呼蘭縣的界河,進(jìn)入呼蘭縣后入呼蘭河,流域面積2100 km2。

        綏化市境內(nèi)長81km,平均寬度35m,平均深度2.5m,境內(nèi)流域面積200.6km2,多年平均徑流量為1157×104m3/s。

        2 洪水特性

        泥河洪水主要有上游半山區(qū)降雨形成,洪水主要有水位暴漲暴落,洪峰歷時(shí)短的特點(diǎn)。洪峰多為單峰型,峰型尖瘦。

        古魯板花站位于呼蘭河一級(jí)支流泥河上,斷面集水面積1260km2,在古魯板花站上游37km處為泥河水文站,有50年的實(shí)測流量資料。

        泥河站在有資料記載以來發(fā)生過大洪水的年分有1965年、1985年、1988年和1994年,其中1965年為最大洪水,洪峰流量位流466m3/s,其次1985年洪峰流量為348m3/s、1988年洪峰流量為308m3/s、1994年洪峰流量為168m3/s。

        3 流域比擬法設(shè)計(jì)洪水

        首先計(jì)算參證站泥河站的不同頻率的設(shè)計(jì)洪水,其中CV、CS/CV根據(jù)《黑龍江水文圖集》查得。見表1和圖1。

        將泥河站設(shè)計(jì)成果帶入流域比擬法計(jì)算公式,根據(jù)公式計(jì)算得,古魯板花水文站50年一遇(P=2%)防洪標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)洪峰流量Q防洪=634m3/s;30年一遇(P=3.33%)測洪標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)洪峰流量Q測洪=499m3/s。20年一遇(P=5%)Q=396.8m3/s。

        式中:v-明渠中水的流速;n-糙率,根據(jù)勘測資料,古魯板花水文站址處,河道主槽為細(xì)砂,河底中有稀疏水草或水生植物,糙率為0.03;R-水力半徑,一般用平均水深代替;J-坡降,根據(jù)踏查測量資料,摘取上下游部分高程點(diǎn),計(jì)算坡降為0.001;S-計(jì)算斷面面積。

        根據(jù)實(shí)測大斷面,繪制水位面積關(guān)系曲線,在該曲線上查得不同水位級(jí)下的斷面面積,代入上述公式即可計(jì)算出不同水位級(jí)對(duì)應(yīng)的流量,并繪制成水位流量關(guān)系曲線。

        由水位流量關(guān)系曲線即可查得古魯板花水文站50年一遇(P=2%)防洪標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計(jì)水位H防洪=99.10m;30年一遇(P=3.33%)測洪標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計(jì)水位H測洪=98.80m。古魯板花水文站計(jì)算成果見表2。

        4 合理性分析

        本次計(jì)算成果50年一遇設(shè)計(jì)洪水為634m3/s、30年一遇設(shè)計(jì)洪水499m3/s,與上游泥河站實(shí)測資料中1965年466m3/s、1985年348m3/s、1988年308m3/s的數(shù)據(jù)較匹配,且由設(shè)計(jì)流量推求出的設(shè)計(jì)水位H防洪=99.10m、H測洪=98.80m與建設(shè)要求中防洪標(biāo)準(zhǔn)水位99.00m、測洪標(biāo)準(zhǔn)水位98.50m相差不大,故本次設(shè)計(jì)成果是合理的。

        作者簡介:王春蕊(1980-),女,籍貫:黑龍江省,職稱:工程師,學(xué)歷:本科,現(xiàn)任職務(wù):科員,研究方向:水文預(yù)報(bào)。

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