趙志勇

（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

細河流域實測洪峰與洪水調查對比分析

趙志勇

（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

運用恒定流流量計算公式，對調查洪水進行分析計算，推算超標準洪水和無資料河流洪水的洪峰流量和洪水總量。與實測洪峰流域對比，驗證洪水調查的準確性。文章擬采用遼東山區(qū)比較適用的比降—面積法對細河橋頭水文站“8·4”洪水進行了分析計算，并通過其實測洪峰流量驗證結果的準確性。

裂洪峰；流量；洪水總量；洪水調查；對比分析；細河流域

0 引言

隨著“厄爾尼諾”現(xiàn)象發(fā)生頻率的不斷增加，細河流域的氣候變化充滿了不穩(wěn)定性，特大洪水的發(fā)生概率也不斷提高，給細河流域下游人民生命財產安全帶來了嚴重的威脅。同時也對水文測驗工作帶來了極大困難，如測驗工具的損壞或測驗方法的單一等，從而影響水文測驗數據的準確性。利用洪水后期的洪水調查手段，可以充分了解場次洪水的水文特征，選用合理的洪水計算方法，與實測洪峰流量進行對比，可以有效驗證洪水調查的準確性，其結果可以為不受水文站控制的重要位置推求水文特征數據提供參考，并對水文站實測資料查漏補缺。

細河是太子河中游的一大支流，河長75 km，流域面積1 023 km2，河寬100～150 m，河道比降80%。。2012年太子河干流的洪水，主要是由細河、蘭河等太子河干流南部的支流引起。橋頭水文站設立于1935年8月，位于本溪市平山區(qū)橋北園區(qū)，是細河控制站，至河口距離29 km，采用遼東山區(qū)比較適用的比降—面積法對細河橋頭水文站“8·4”洪水進行分析計算，并通過其實測洪峰流量驗證結果的準確性。

2012年8月3—5日，細河流域普降大暴雨、特大暴雨。這次降雨特點：降雨量大、集中、時空分布均勻，流域平均降雨232.9 mm，流域內顧家屯雨量站降雨量209.0 mm，下馬塘雨量站224.5 mm甬子峪雨量站250.5 mm，南芬雨量站261.0 mm，白水雨量站241.5 mm，橋頭雨量站210.6 mm。降雨強度以8月4日6時為最大，南芬站5—6時強度為38.0 mm/h。致使細河干流發(fā)生了30年一遇的特大洪水，細河干流控制站—橋頭水文站8月4日17時30分洪峰流量3 050 m3/s。

1 洪調河段簡介

此次洪調分析斷面選取在橋頭水文站測驗河段上。該河段基本順直，無明顯擴散、收縮，主槽靠近整個過水斷面左側，兩岸灘地較窄，灘地比重較小。用橋頭水文站的水準點BM（高程：130.280 m）作為引據水準點，進行上、中、下3個斷面的測量和測驗河段內左岸洪痕的測量，上斷面和下斷面的間距為100 m。

2 洪峰流量推算

2.1 峰頂水面線及最高洪水水位確定

根據測量成果，點繪峰頂洪痕水面線，由此確定峰頂水面比降205%。根據峰頂水面線分別確定上、中、下3個斷面的最高洪水水位分別為：Z上= 129.37 m，Z中=129.16 m，Z下=128.96 m。

2.2 各斷面水力要素的分析計算

從點繪的3個斷面的斷面圖上可知：3個斷面為單式斷面，且灘地所占比例較小。因此以單式斷面形狀計算過水面積A、水面寬B、水力半徑R。各斷面水力要素的分析計算成果見表1。

2.3 洪峰流量計算公式及系數的選定

根據對調查河段的現(xiàn)場勘測和上、中、下3個斷面的計算可知：調查河段河道基本順直，河道部分沿程收縮，洪峰峰頂時水流情勢為恒定流，所以按比降—面積法推流。公式：

表1 細河橋頭站“8·4”洪水水力要素成果表

式中：Q為流量，m3/s；g為重力加速度，m3/s；L為上下斷面間距，m；ξ為局部損失系數，河段收縮ξ=0，一般ξ=0.3；m為沿程損失系數；n為河床糙率，取0.028；S為水面比降；K為河段平均輸水率。在式（1）的計算中，K的取值采用式（2）計算：

式中：A上、A中、A下為上、中、下斷面面積，km2；R上、R中、R下為上、中、下斷面水力半徑，m。

橋頭站斷面屬于上段擴散、下段收縮，所以m的取值用下面的公式進行計算：

式中：α為動能校正系數，α=1.0。

2.4 調查洪峰流量的計算

根據調查河段情況，運用式（1）計算洪峰流量：Q調=2 890 m3/s。

3 洪水總量的計算

根據以上計算的洪峰流量，選取橋頭站以上流域為假定相似流域，根據橋頭站的實測洪水過程，應用五點概化過程線法推算調查洪水過程。

3.1 概化過程線參數的計算

由相似流域的實測洪水過程計算得：

實測洪峰流量Qm=3 050 m3/s，落水拐點流量Qb=533 m3/s，漲水洪水總量Wz=0.689×108m3，洪水總量W=1.387×108m3，漲水洪水歷時Tz=12.5 h，洪水過程總歷時T=35 h（請用漢字對各個字母說明或解釋，例如，實測洪峰流量Qm=3 050 m3/s；Qb=533 m3/s逐一核實并確認，直接改為正確的即可）

3.2 各特征點坐標的計算

時間坐標和對應流量坐標的計算結果，見表2。表中：T起——調查洪水過程起漲時間；Tqa——調查洪水過程漲水流量拐點時間；Tqb——調查洪水過程落水流量拐點時間；Tqm——調查洪水過程峰頂出現(xiàn)時間；T止——調查洪水過程落平時間；Q——相對應的流量。

表2 時間坐標和對應流量坐標成果表

3.3 洪水總量的計算

用表2計算所得的坐標：起漲點、起漲拐點、洪峰點、落水拐點、落平點5個點來點繪概化過程線，如圖1。據此過程線計算出這次調查洪水總量為W調=1.395×108m3。

圖1 過程線對比圖

4 結語

經過分析計算可知，采用恒定流流量公式推算的橋頭站“8·4”洪水洪峰流量，取得了較好的成果。調查洪水的洪峰流量為2 890 m3/s，實測洪水的洪峰流量為3 050 m3/s，其相對誤差為5.6%；經過五點概化過程線與實測過程線相比較（圖1），兩者擬合較好。調查洪水的洪水總量為1.395×108m3，實測洪水的洪水總量為1.387×108m3，其相對誤差很小；滿足流量測驗規(guī)范要求。此方法適用于發(fā)生超標準洪水或無資料河流洪水計算。

P332

A

1002－0624（2017）06－0039－02

2017-01-08