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        縣川河河曲段河道治理工程水文分析計算

        2020-07-20 06:54:22張鳳軍
        山西水利 2020年11期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計

        張鳳軍

        (晉中市水文水資源勘測分站,山西 晉中 030600)

        1 基本概況

        河曲縣位于忻州市西北部,地處晉陜蒙三省交界??h川河為黃河一級支流,于舊縣鄉(xiāng)河畔村禹廟匯入黃河。沿程平均縱坡6.57‰,全長110km,其中河曲縣境內(nèi)51.5km,占總長的46.82%。

        縣川河流域?qū)賮喓畮Т箨懶詺夂?,根?jù)實(shí)測資料統(tǒng)計,多年平均氣溫9.8℃,1998年1月18日出現(xiàn)極端最低氣溫-23.7℃,1999年7月24日出現(xiàn)極端最高氣溫39.9℃。年平均降水量396.4mm,降水主要集中在主汛期,7、8月降水量占全年降水量的52%。

        2 水文分析計算

        舊縣水文站為縣川河干流控制站,控制流域面積1562km2,縣川河1960—1996年多年平均徑流量為1732萬m3,其中洪水徑流量均值為1494萬m3。

        縣川河河曲段治理段長度21.265km,治理區(qū)段為俊家莊村至草家坪村段,治理始端以上控制流域面積786.24km2,治理末端以上控制流域面積1248.99km2,主要有尚峪河支流匯入。除尚峪河外,匯入該段大于5km2的支溝有5條,由于5條溝總控制面積只有57.48km2,占治理段總控制流域面積的4.6%,因此可忽略該支溝產(chǎn)、匯流對治理段洪水的影響[1]。

        本次水文比擬法參證舊縣水文站設(shè)計洪水成果,本次設(shè)計采用1958年調(diào)查洪水為特大洪水,洪峰流量為2840m3/s,重現(xiàn)期定為146年。

        3 設(shè)計流域的雨力值

        本次計算參照采用山西省水利廳2010年12月出版的《山西省水文計算手冊》(以下簡稱《手冊》)進(jìn)行計算[2]。

        3.1 流域特征參數(shù)值

        根據(jù)1∶5萬地形圖量測及《山西省水文計算手冊》有關(guān)方法計算,治理段末端草家坪以上流域控制面積F=1248.99km2,流域下墊面產(chǎn)流地類,由黃土丘陵階地、黃土丘陵溝壑、灰?guī)r灌叢山地組成。黃土丘陵階地127.42km2、黃土丘陵溝壑1008.97km2、灰?guī)r灌叢山地112.6km2。流域主河道長度L=73.63km,流域平均寬度B=16.96km,縱坡J=6.8‰,流域特征值θ=6.54。

        尚峪溝匯入后流域控制面積F=1179.96km2,流域下墊面產(chǎn)流地類,由黃土丘陵階地、黃土丘陵溝壑、灰?guī)r灌叢山地組成。黃土丘陵階地127.42km2、黃土丘陵溝壑939.94km2、灰?guī)r灌叢山地112.6km2。流域主河道長度L=63.43km,流域平均寬度B=18.6km,縱坡J=6.8‰,流域特征值θ=5.71。

        尚峪溝匯入前流域控制面積F=849.96km2,流域下墊面產(chǎn)流地類,由黃土丘陵階地、黃土丘陵溝壑、灰?guī)r灌叢山地組成。黃土丘陵階地127.42km2、黃土丘陵溝壑631.44km2、灰?guī)r灌叢山地91.10km2。流域主河道長度L=63.43km,流域平均寬度B=13.40km,縱坡J=6.8‰,流域特征值θ=5.41。

        工程治理段始端俊家莊以上流域控制面積F=786.24km2,流域下墊面產(chǎn)流地類,由黃土丘陵階地、黃土丘陵溝壑、灰?guī)r灌叢山地組成。黃土丘陵階地127.42km2、黃土丘陵溝壑567.72km2、灰?guī)r灌叢山地91.10km2。流域主河道長度L=54.30km,流域平均寬度B=14.48km,縱坡J=6.8‰,流域特征值θ=5.41。

        3.2 設(shè)計暴雨

        3.2.1 治理段末端草家坪村以上流域,設(shè)計頻率為10%的設(shè)計暴雨[3]

        (1)不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)

        流域面積F=1248.99km2,參照《手冊》表6.1.1的選點(diǎn)原則,本工程選取五個定點(diǎn),不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)見表1。

        表1 不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)

        (2)設(shè)計暴雨參數(shù)

        流域位于水文分區(qū)西區(qū),不同頻率不同歷時設(shè)計點(diǎn)雨量、折減系數(shù)、設(shè)計面雨量及暴雨參數(shù)見表2。

        表2 不同頻率設(shè)計暴雨參數(shù)

        3.2.2 尚峪溝匯入后流域設(shè)計頻率為10%的設(shè)計暴雨

        (1)不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)

        流域面積F=1179.96km2,參照《手冊》表6.1.1的選點(diǎn)原則,本工程選取五個定點(diǎn),不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)見表3。

        表3 不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)

        (2)設(shè)計暴雨參數(shù)

        流域位于水文分區(qū)西區(qū),不同頻率不同歷時設(shè)計點(diǎn)雨量、折減系數(shù)、設(shè)計面雨量及暴雨參數(shù)見表4。

        表4 不同頻率設(shè)計暴雨參數(shù)

        3.2.3 尚峪河匯入前流域設(shè)計頻率為10%的設(shè)計暴雨

        (1)不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)

        流域面積F=849.96km2,參照《手冊》表6.1.1的選點(diǎn)原則,本工程選取四個定點(diǎn),不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)見表5。

        表5 不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)

        (2)設(shè)計暴雨參數(shù)

        流域位于水文分區(qū)西區(qū),不同頻率不同歷時設(shè)計點(diǎn)雨量、折減系數(shù)、設(shè)計面雨量及暴雨參數(shù)見表6。

        表6 不同頻率設(shè)計暴雨參數(shù)

        3.2.4 治理段始端俊家莊以上流域設(shè)計頻率為10%的設(shè)計暴雨

        (1)不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)

        流域面積F=786.24km2,參照《手冊》表6.1.1的選點(diǎn)原則,本工程選取四個定點(diǎn),不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)見表7。

        表7 不同歷時定點(diǎn)暴雨參數(shù)

        (2)設(shè)計暴雨參數(shù)

        流域位于水文分區(qū)西區(qū),不同頻率不同歷時設(shè)計點(diǎn)雨量、折減系數(shù)、設(shè)計面雨量及暴雨三參數(shù)見表8。

        表8 不同頻率設(shè)計暴雨參數(shù)

        4 水文比擬法計算

        采用水文比擬法結(jié)果可知,尚峪河匯入前控制流域面積849.96km2,治理始端俊家莊以上控制流域面積786.24km2,區(qū)間流域面積63.72km2,兩個斷面計算設(shè)計流量分別為475.2m3/s、457.9m3/s,相差不大;尚峪河匯入后控制流域面積1179.96km2,治理末端草家坪以上控制流域面積1248.99km2,區(qū)間流域面積69.03km2,兩個斷面計算設(shè)計流量分別為548.2m3/s、561.3m3/s,相差不大[4-5]。

        綜合考慮,本次治理段設(shè)計洪峰流量為:俊家莊至尚峪河匯入口10年一遇洪峰流量為475.2m3/s,尚峪河匯入口至草家坪10年一遇洪峰流量為561.3m3/s。

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