呂小帥，沈小勤

(中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

0 引 言

椒(靈)江地處浙東南沿海，是浙江省第三大河，流域面積6 603 km2。上游分南北兩大支流，南支永安溪，為干流正源，發(fā)源于括蒼山脈西部天堂尖；北支始豐溪，為支流，發(fā)源于大磐山[1]。兩支在三江村匯合，匯合口處流域面積為4 320 km2，匯合后始稱為靈江，至三江口與永寧江匯合后稱為椒江，靈江流域面積為5 374 km2，椒江出牛頭頸，入東海臺州灣。

椒(靈)江主流全長209 km，三江村至三江口之間河段為靈江，長約45 km，三江口以下至口門(牛頭頸)河段為椒江，長約12 km。椒江出口門入海后，河道呈喇叭形向外展寬，稱為椒江口。椒(靈)江流域水系示意見圖1。

椒(靈)江河口屬山溪性強(qiáng)潮河口，潮型為不規(guī)則半日潮[2]?？菟竟?jié)，潮區(qū)界永安溪可達(dá)嶺溪大橋下游，距下游三江村約10 km，始豐溪可達(dá)董岸村上游，距下游三江村約6 km；洪水季節(jié)，潮區(qū)界會下移[3]。河口至潮區(qū)界(潮差等于零處)的河段即為感潮河段。

椒(靈)江的感潮河段，受上游洪水下泄、下游潮水頂托共同影響，水情情況較為復(fù)雜，因此，對洪水與潮水進(jìn)行遭遇分析，得到合理的洪潮組合，對合理推算河道水面線，科學(xué)規(guī)劃治理，確定河道堤防工程規(guī)模具有重要的意義[4]。

圖1 椒(靈)江流域示意

1 基礎(chǔ)資料

椒(靈)江流域水文、水位測站較多，設(shè)立年份先后不一。本次洪潮遭遇分析主要采用干流流量站和河口潮位站資料。流量站以永安溪柏枝岙水文站、始豐溪沙段水文站為代表，河口潮汐以海門站潮位為代表。各站基本情況如表1。

表1 椒(靈)江流域水文站、潮位站基本情況

表2 三江村設(shè)計洪峰成果

柏枝岙水文站集水面積2 475 km2，占永安溪全流域面積的91.5%。該站設(shè)立于1956年4月，5月開始測驗，本次收集有1957年～2016年的實測流量系列。

沙段水文站集水面積1 482 km2，占始豐溪全流域面積的91.7%。該站由上游的百步水文站下遷15 km至此。百步水文站設(shè)立于1957年，集水面積1 356 km2，1979年下遷至沙段站測流。本次收集有沙段(百步)站1957年～2016年的實測流量系列。

海門潮位站位于海門牛頭頸上游500 m處，具有1951年～至今的連續(xù)實測潮位系列。

2 設(shè)計洪水及設(shè)計潮位

2.1 設(shè)計洪水

椒(靈)江流域受臺風(fēng)暴雨影響頻繁，加上上游主要支流永安溪、始豐溪均為山溪性河流，極易發(fā)生大洪水。由于臺風(fēng)暴雨面廣、量大，永安溪、始豐溪下游水文控制站柏枝岙站、沙段站同場次大洪水出現(xiàn)時間基本同步[1]。

三江村位于永安溪和始豐溪的匯合口，集水面積為4 320 km2，其上游永安溪的柏枝岙和始豐溪的沙段(其前身為百步站)兩水文站，控制了三江村以上集水面積3 957 km2(約占92%)，積累了較多的水文觀測資料。

三江村洪水由四部分演算疊加而成：①柏枝岙水文站實測洪水；②沙段(百步)水文站實測洪水； ③柏枝岙、沙段(百步)到三江村區(qū)間洪水；④柏枝岙站上游下岸水庫、沙段站上游里石門水庫蓄變量。

通過對三江村洪水系列的頻率分析，采用P-Ⅲ型曲線適線擬合，其設(shè)計洪水成果見表2。

2.2 設(shè)計潮位

根據(jù)海門站1951年～2016年歷年最高潮位資料，采用P-Ⅲ型曲線適線擬合，其設(shè)計高潮位成果見表3。

表3 海門站設(shè)計高潮位成果(85國家高程基準(zhǔn)，下同) m

3 洪潮遭遇分析

洪潮遭遇分析時，相較于以往工程實踐中僅考慮頻率遭遇，常將洪峰與潮峰相遇作為最不利工況；但實際上峰值遭遇的工況容易導(dǎo)致工程規(guī)模的偏小[5]。本文提出洪潮遭遇要從兩方面進(jìn)行分析：一是頻率遭遇；二是時間遭遇。根據(jù)實測資料統(tǒng)計分析洪峰、潮峰的頻率遭遇、錯時遭遇，用以選取最不利工況，以此合理確定工程規(guī)模，保證工程安全性。

3.1 頻率遭遇

感潮河段具有上游以徑流為主而入?？诟浇鼊t以潮流控制的特征；因此，頻率遭遇分兩種洪潮組合情況[6]：

(1)流域內(nèi)洪水為主，遭遇相應(yīng)潮位。統(tǒng)計三江村歷年最大洪峰與相應(yīng)的高潮位如表4。從三江村歷年最大洪水遭遇的海門站相應(yīng)最高潮位看，三江村前5位大洪水，洪水重現(xiàn)期在10～20 a及20 a以上，海門相應(yīng)最高潮位等于或小于2年一遇；三江村洪水重現(xiàn)期為5～10 a時，曾經(jīng)遭遇50～100年一遇的特大高潮位(1997年、2004年)；三江村洪水重現(xiàn)期為5年一遇時，曾經(jīng)遭遇20年一遇的高潮位(2005年)。

表4 椒(靈)江流域洪潮頻率遭遇分析統(tǒng)計(以洪為主)

(2)發(fā)生高潮位，遭遇相應(yīng)流域洪水。統(tǒng)計海門站歷年最高潮位與相應(yīng)的三江村洪峰見表5。表5顯示，潮位重現(xiàn)期在20年及20年以上時，三江村相應(yīng)最大流量基本都在5年一遇左右；海門潮位重現(xiàn)期為10年以下時，遭遇的三江村流量都在5年以下。

根據(jù)上述洪潮遭遇分析，推薦靈江干流三江村洪水與海門潮位遭遇如下：當(dāng)椒(靈)江干流發(fā)生重現(xiàn)期為20年、50年一遇洪水時，遭遇海門站5年一遇高潮位；反之，當(dāng)海門站發(fā)生20年、50年一遇潮位時，遭遇椒(靈)江干流5年一遇洪水。當(dāng)椒(靈)江干流發(fā)生重現(xiàn)期10年一遇以下洪水時，遭遇同頻率高潮位。

表5 椒(靈)江流域洪潮頻率遭遇分析統(tǒng)計(以潮為主)

3.2 錯峰時間遭遇

椒(靈)江干流三江村斷面洪水以永安溪來水為主，因此，可根據(jù)海門站年最高實測潮位及相應(yīng)時間與柏枝岙站年最大洪峰及峰現(xiàn)時間，分析椒(靈)江干流洪潮時間遭遇情況。經(jīng)統(tǒng)計，1966年～2016年間，海門站年最高潮位過程與柏枝岙站年最大洪水過程遭遇的年份有7次，具體情況見表6，其余年份海門站年最高潮位過程與柏枝岙站年最大洪水過程未發(fā)生遭遇。

表6 椒(靈)江干流洪潮時間遭遇分析

統(tǒng)計表明：椒(靈)江干流洪潮遭遇的情況下，海門站年最高潮位均發(fā)生在柏枝岙站洪峰之前，潮峰、洪峰峰現(xiàn)時間間隔最長為41.9 h、最短為12.4 h。

椒(靈)江流域多場典型暴雨雨峰與海門站潮峰的時間遭遇情況顯示，以雨峰發(fā)生在高潮位前1、4 h 的情況居多。

上述統(tǒng)計分析說明，雖然椒(靈)江干流洪潮的時間遭遇具有比較大的隨機(jī)性，但確實存在暴雨、洪峰、潮峰“三碰頭”的情況。由于椒(靈)江干流河道較長，洪水的產(chǎn)、匯流時間相應(yīng)較長，即使暴雨、洪峰、潮峰“三碰頭”的情況下，潮峰過程與洪峰過程遭遇，潮峰時間也早于洪峰時間。

柏枝岙水文站距離三江村河道距離16.5 km，考慮柏枝岙站洪水至三江村的傳播時間為3小時，則三江村洪峰與海門潮峰的時差至少在15.4 h以上，實際工程設(shè)計時可采用試錯法(以短時段滑動試錯)來選取遭遇最不利情況。

4 結(jié) 語

洪水、潮水本身是兩個獨(dú)立事件，各有不同的成因，其相互遭遇不具有關(guān)聯(lián)性，難以預(yù)料，無一定的規(guī)律。

本文采用水文方法分析椒江流域大洪水和外海潮位的頻率遭遇規(guī)律、時間遭遇規(guī)律得：椒(靈)江干流20年、50年一遇洪水，遭遇海門站5年一遇高潮位；10年一遇以下洪水時，遭遇同頻率高潮位；同時，海門潮峰早于三江村洪峰至少15.4 h以上。實際工程設(shè)計時可根據(jù)具體情況選取相應(yīng)的洪潮遭遇方案。