梁　超

（上?？睖y設(shè)計(jì)研究院有限公司四川分公司四川成都610000）

四川省會(huì)理縣城河流域打吉塘段歷史洪水調(diào)查及在設(shè)計(jì)中應(yīng)用

梁超

（上?？睖y設(shè)計(jì)研究院有限公司四川分公司四川成都610000）

本文通過分析四川省城河流域打吉塘段的歷史洪水調(diào)查成果，并將成果應(yīng)用于設(shè)計(jì)當(dāng)中，對其分析過程進(jìn)行了詳細(xì)探討，充分說明了歷史洪水對于提高設(shè)計(jì)洪水的估計(jì)精度的重要作用，以期為類似案例提供借鑒。

歷史洪水；重現(xiàn)期；洪峰流量；調(diào)查分析

1　流域概況

四川省會(huì)理縣城河是金沙江下段左岸的一級(jí)支流，地理位置北緯26°50′45″～26°06′10″，東經(jīng)102°03′00″～102° 32′02″，發(fā)源于會(huì)理縣北面的龍肘山，從主峰海拔3586.9m向南流，經(jīng)外北、老街、會(huì)理縣城、在南閣匯入左岸支流——潭溪河，向東南流，沿途納入左岸支流——江舟河，在海潮附近折向西流，與右岸支流——核桃河（中下游稱矮郎河）匯合后，繼續(xù)西流不遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)向南流，經(jīng)木古鄉(xiāng)、楊家壩鄉(xiāng)、普隆、新安，在新安傣族鄉(xiāng)注入金沙江。中游叫楊橋河，下游稱普隆河。全流域面積約2230km2，干流長約141km。主要支流有麻龍河、江舟河、矮郎河、力馬河、黎溪河等，流域水系見圖1。

圖1　流域水系圖

2　暴雨洪水特性

城河流域暴雨洪水由暴（大）雨形成，洪水變化特性與暴（大）雨相應(yīng)。

流域暴雨受孟加拉西南季風(fēng)影響，將大量水氣帶入本區(qū)，由于降水系統(tǒng)及地形、地勢等因素的綜合影響，暴雨多發(fā)生在夜間，且歷時(shí)短，強(qiáng)度大、雷暴雨頻繁。暴雨一般最早從5月底開始，最遲至10月底，多發(fā)生在6月～9月，7月出現(xiàn)次數(shù)最多，占全年32%。一次暴雨過程為1d～3d，多數(shù)暴雨量集中在24h，且占3d暴雨的78%，6h暴雨又占24h暴雨71%。根據(jù)會(huì)理縣氣象站1956年～2006年暴雨資料統(tǒng)計(jì)分析，多年平均年最大24h和6h暴雨量分別達(dá)89.0和68.6mm，變差系數(shù)Cv為0.36和0.38。

根據(jù)打吉塘水文站實(shí)測和插補(bǔ)延長的洪水資料統(tǒng)計(jì)分析，年最大流量最早出現(xiàn)在5月29日，最晚出現(xiàn)在10月8日，出現(xiàn)在6月～9月機(jī)會(huì)最多，約占全年的88%，其中又集中在6、7月兩個(gè)月，約占全年的57%，而5月和10月最少，僅占全年的2.3%和9.5%。一次洪水過程約1d～3d，而洪量主要集中在1日，約占3d洪量的72.3%。從實(shí)測洪水資料統(tǒng)計(jì)，洪水過程多為漲、落較快的單峰。在連續(xù)降水的情況下，也出現(xiàn)連續(xù)多峰的情況。

打吉塘水文站實(shí)測最大流量1060m3/s（1991年7月11日），調(diào)查歷史最大流量1860m3/s（1938年）。

3　歷史洪水調(diào)查及重現(xiàn)期的確定

3.1歷史洪水調(diào)查情況

為城河干流規(guī)劃工作需要，在城河水庫河段（打吉塘水文站附近）與營盤電站河段（大榨門河段）進(jìn)行了洪水調(diào)查與訪問，調(diào)查到城河干流規(guī)劃河段近100年發(fā)生的較大洪水有1938年、1955年等，歷史洪水調(diào)查情況見表1。

3.2歷史洪水計(jì)算

城河水庫調(diào)查河段，調(diào)查到1938年、1955年多個(gè)洪痕點(diǎn)，通過兩種方法推流：第一種通過比降法推求洪峰流量，根據(jù)洪痕點(diǎn)所在位置實(shí)測斷面具體情況，通過穩(wěn)定均勻流公式計(jì)算出1938年、1955年洪峰流量；第二種通過水位～流量關(guān)系曲線推求洪峰流量，因水庫河段調(diào)查洪痕點(diǎn)，位于打吉塘水文站附近，其間無較大支流匯入，通過水面比降將調(diào)查洪痕搬移至水文站斷面，延長打吉塘水文站實(shí)測的水位～流量關(guān)系曲線來推算1938年、1955年洪峰流量。兩者推算結(jié)果接近，起到相互驗(yàn)證作用。根據(jù)調(diào)查情況，得知近幾十年受水流沖刷，河道變深，在推流過程中，已經(jīng)考慮了受河流沖刷影響，最終確定1938年洪峰流量為1860m3/s，1955年洪峰流量為1550m3/s。

3.3洪水重現(xiàn)期

根據(jù)2次大洪水調(diào)查情況分析，1938年為調(diào)查到的最大洪水，1955年次大，2007年也較大。1938年歷史洪水的重現(xiàn)期可能有以下四種情況：（1）1938年洪水是1938年以來的首次大洪水，保守估計(jì)重現(xiàn)期為70年；（2）1938年洪水是1930年以來的首大洪水（根據(jù)張?zhí)炀S岳父年紀(jì)推算），重現(xiàn)期可定為80年；（3）1938年洪水是1900年以來首大洪水（吳成相父親年紀(jì)推算），重現(xiàn)期可定110年；（4）參考鲹魚河洪水重現(xiàn)期，鲹魚河與城河屬相鄰流域，在鲹魚河和黑水河調(diào)查到1938年特大洪水，說明這次洪水屬于大面積暴雨洪水，在可河電站初設(shè)中，經(jīng)考證，鲹魚河1938年洪水重現(xiàn)期140年以上。綜上分析，1938年洪水重現(xiàn)期可估計(jì)為70年～140年，采用平均情況，重現(xiàn)期100年左右，1955年為老二，重現(xiàn)期50年左右。

4　歷史洪水在設(shè)計(jì)中應(yīng)用

4.1洪水系列插補(bǔ)延長

打吉塘水文站僅有1989年～1993年實(shí)測洪水資料。會(huì)理站有2002年～2006年實(shí)測洪水資料，按面積比2/3次方移到打吉塘水文站。同時(shí)選擇相鄰鲹魚河會(huì)東橋站為參證站。根據(jù)打吉塘水文站和會(huì)東橋站汛期月最大流量資料，建立兩站洪水流量關(guān)系，兩者關(guān)系較好，有Q打吉塘=1.45Q會(huì)東橋關(guān)系。若按兩站面積比2/3次方，有Q打吉塘= 1.43Q會(huì)東橋關(guān)系，兩式十分接近，考慮到該區(qū)域經(jīng)常采用面積比的2/3次方關(guān)系，因此本次也推薦采用面積比的2/3次方關(guān)系，將會(huì)東橋站1960年～1988年、1994年～2001年年最大流量移至打吉塘水文站，經(jīng)插補(bǔ)后組成打吉塘水文站1960年～2006年年最大流量系列。

表1　歷史洪水調(diào)查情況表

4.2洪水分析計(jì)算

由打吉塘水文站1960年～2006年年最大流量系列，分別加上1938年和1955年歷史洪水組成年最大流量不連序系列，按設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范的規(guī)定，采用不連續(xù)系列洪水經(jīng)驗(yàn)頻率公式進(jìn)行頻率計(jì)算。計(jì)算成果見下表2，頻率曲線見圖2；同時(shí)本次將未考慮歷史調(diào)查洪水的1960年～2006年最大流量系列，按設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范的規(guī)定，采用連續(xù)系列洪水經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行頻率計(jì)算，計(jì)算成果見表2，頻率曲線見圖3。

由表2可以看出，加入歷史洪水和不加入歷史洪水對洪峰流量均值有一定影響，但其主要對Cv的取值影響較大，加入歷史洪水Cv明顯增大，由不加入歷史洪水的0.49增大為0.56，導(dǎo)致加入歷史洪水和不加入歷史洪水對設(shè)計(jì)洪水成果相差較大，前者計(jì)算結(jié)果明顯大于后者，千年一遇相差16.6%，百年一遇相差13.6%，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)越高造成的相對誤差越大，說明若不加入歷史洪水只采用有限的樣本來進(jìn)行總體參數(shù)估計(jì)及頻率曲線外延時(shí)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)越高，其誤差越大，計(jì)算得到的設(shè)計(jì)洪水成果偏小，使得水利水電工程達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對工程的安全運(yùn)行埋下隱患，而加入歷史洪水則可以補(bǔ)充實(shí)測資料不足，降低設(shè)計(jì)洪水的抽樣誤差，起到延長系列的作用，極大提高系列代表性作用，使得洪水成果更加合理可靠。

表2　打吉塘水文站設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表

圖2　打吉塘水文站年最大洪水頻率曲線（加入歷史洪水）

圖3　打吉塘水文站年最大洪水頻率曲線（未加入歷史洪水）

5　結(jié)語

本次通過對城河流域歷史洪水的調(diào)查，基本確定了四川省會(huì)理縣城河打吉塘水文站段近百年以來歷史洪水發(fā)生的年份、洪水峰量及重現(xiàn)期，并將調(diào)查到的歷史洪水應(yīng)用于設(shè)計(jì)中，得到工程河段的設(shè)計(jì)洪水成果，為城河流域的水電開發(fā)提供了可靠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)本次將考慮歷史洪水與不考慮歷史洪水計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行了對比，充分說明了采用有限的樣本來進(jìn)行頻率分析會(huì)產(chǎn)生一定誤差，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)越高造成的相對誤差越大，而加入歷史洪水參與頻率分析可以降低設(shè)計(jì)洪水的抽樣誤差，增強(qiáng)設(shè)計(jì)洪水成果的可靠性，提高設(shè)計(jì)洪水成果精度，因此在進(jìn)行水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算時(shí)，歷史洪水調(diào)查必不可少。陜西水利

［1］SL44-2006水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范［S］.北京：中國水利水電出版社，2006.

［2］梁忠民，等.水文水利計(jì)算［M］.北京：中國水利水電出版社，2008.

（責(zé)任編輯：暢妮）

P331.1

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