招苏台河1986年决口洪水分析与推求

王荣昌，于 洋

（1.辽宁省水文水资源勘测局铁岭分局，辽宁 铁岭 112000；2.辽宁省水文水资源勘测局本溪分局，辽宁 本溪 117000）

1986年7月28日至8月l招苏台河上游普降大雨，流域平均雨量124 mm，降雨中心的梨树站148 mm，7月29日河水猛涨，造成在辽宁省境内王宝庆水文站上游右岸几处决口跑水，决口的洪水经招苏台河以西的洼地在王宝庆水文站下游回归河道。故使实测洪峰减小（实测400 m3/s，调查计算后为586 m3/s，洪水总量增加2580万m3）；实测水位流量关系线型改变。此次洪水为王宝庆1958年建站以来最大洪水，为此对该次洪水的调查、分析、计算成果将具有重要的实用价值。

1 测验河段勘查

王宝庆水文站位于招苏台河中游，流域的大部分面积在吉林省境内，集水面积2153 km2。在测流断面以上2250 m为平齐线铁路桥，铁路桥以西1000～2800 m处是一顺河流方向低洼地带，在这段洼地的铁路线上分别设有一涵洞和两座过水桥，决口的洪水全部由这两桥—涵通过，故作为推求决口洪水总量的过水断面。这两桥的上游2 km处有废水库一座（称太民水库，系土堤围成，多年无人管理）。招苏台河右岸较低，铁路桥以下有护堤，上游无堤，水量较大时容易决口。

2 洪水调查

1986年7月29日中午12时洪水由付家乡的张家桥村决口上岸，经由姜家村(姜家窝棚)引水渠流入太民水库，因水库已废很快被蓄满。在下午18时洪水冲开围堤6处、160延长米，水很快到两铁路桥，因桥孔及涵洞泄量有限，洪水被铁路路基阻隔，淹没区扩大很快；29日夜间老曲家店、单家桥村也先后进水，30日晨王宝庆、三家子屯也进了水，路基内蓄水是31日夜间开始消退的，水未退净时又来了水，第二次洪水上岸时间是8月3日3时，在6日16时蓄水基本排净。

水文站掌握的情况：7月30日18时桥上测流一次 Q1桥=20.1 m3/s，Q2桥=26.0 m3/s, 当时桥孔被淹没，水还在上涨；8月1日7时测桥前水深1.9 m，查得洪痕量深2.1 m；8月2日13时测桥前水深0.8 m；8月5日9点30分测桥前水深1.5 m，量得洪痕1.75 m。

3 资料分析判定

根据调查资料水库溃堤是29日18时，因溃堤水急量大，认为在18时开始桥前就蓄水、过流。由调查在31日夜间蓄水开始消退，根据实测水位、流量过程线分析，当决口来水开始小于桥涵的最大泄量时的时间，才是蓄水最高(洪痕)时间，所以认定在31日18时。

第一次泄水至第二次来水时的水深，是采用第一次泄水线延长方法与来水时间相交而定。第二次洪水上岸时间8月3日3时，按传播时间3 h，可在6时到达桥前，根据实测水位、流量过程钱，来水后又下落，故采用平均时间，认为12时以后桥前继续蓄水，6—12时来水量较小为持平。根据实测水位、流量过程线分析判定在5月0时来水与泄水基本相等，故为第二次蓄水最高(洪痕)发生时间。

4 决口洪水量计算

4.1 点绘桥前蓄水水深过程线

根据调查、分析的资料点绘桥前蓄水水深过程线，见图1。

图1 桥、涵泄洪流量过程线图

4.2 桥、涵的结构形式

两座桥的结构一样，都是直角方墩。中间桥墩宽1.0 m，3孔无底坎，高1.8 m。只是第一座桥孔宽2.67 m。第二座桥孔宽3.67 m。

涵洞为钢筋混凝土结构，0.8 m×0.8 m方型涵管，管长8 m，横穿铁路路基（管出口被淹没）。

4.3 泄洪流量计算

1）桥的泄流量计算。按桥的形式，根据桥前水深，分别采用自由非淹没堰流、淹没宽顶堰流公式两种方法计算泄水量。

当桥前水深小于桥孔高1.8 m时，按自由非淹没堰流公式计算：

式中：b——桥孔宽，m；H0——桥前水深，m；m——无坎宽顶堰的流量系数，为总堰孔宽b与来水水面宽B0比值，查表而得。当桥前水深大于桥孔高1.8 m时，按自由淹没宽顶堰流公式计算：

式中：σs——无坎宽顶堰淹没系数。

7月29日至8月2日两桥非淹没段泄洪流量为：0，9.54，26.9，49.6，65.2，26.9，2.41，2.41，26.9，62.3，49.6，18.20，0 m3/s；两桥淹没段泄洪流量为 77.7，69.9 m3/s。

2）涵管的泄流量计算。根据调查涵管处地面高比两桥处要高0.4 m，所以也按淹没管流和非淹没堰流两种方法计算泄洪流量。当桥前水深大于l.2 m时，按淹没出流计算，公式为：

式中：μc——管系流量系数；A——管径面积，m2；Z——上下游水面差，m。

系数的采用与计算：

y=2.5n1/2-0.13-0.75R1/2（n1/2-0.1），n为管壁粗糙系数。

一般混凝土光滑壁取n=0.0125，R=d/4=0.8/4=0.200

损失系数由表中查得：∑ξ=∑ξ进+∑ξ出=0.5+1.0=1.5

淹没段涵管泄流计算：7月30日14时、18时、31日18时、8月1日7时、5日0时、9时30分通过涵洞泄流量分别为 0.77，1.22，1.44，1.34，1.16，0.77 m3/s。

当桥前水深小于1.2 m时，按非淹没堰流计算，与桥孔计算相同。7月30日0时30分、7时、8月2日8时、3日0时、21时、4日7时、6日0时、8时通涵洞泄流量分别为 0.04，0.53，0.53，0，0，0.53，0.22，0 m3/s。

4.4 决口洪水量计算

由两桥及涵洞的泄洪流量之和，点绘泄流过程线，见图2。

图2 桥前水深过程线图

根据流量过程线，用面积加权法求出逐日平均流量，利用日平均流量计算出7月29日—8月6日总水量为2580万m3；第一次跑水量1777万m3；第二次跑水量803 万 m3。

5 决口洪峰流量分析推求

因调查资料较少，峰值确定比较困难，本次采用图解法分析确定。

第一次洪水到达桥前时间是7月29日l8时起，根据水位流量关系图第二次洪水上岸到断面时的水位为107.02 m，对应于水位过程线时间为8月1日l时止，所以认为第一次跑水的时间共是55 h。在这段时间内的跑水量为1777万m3。

从水位流量过程线上分析，两次断面实测流量过程基本为三角形，所以也认为这两次的跑水过程为三角形。

图解法确定决口峰值量：根据跑水的时间55 h的洪水量是1777万m3，求其跑水平均流量值为89.7 m3/s。

点绘跑水时间～平均流量过程线图，在中心线的两边取平均时间连线交于中心线的流量即为最大峰量190 m3/s，使其相交三角形的水量与跑水量相等。

决口洪峰时间确定：由水位流量过程线分析洪峰出现时间为31日18时。

第二次跑水峰值的确定与第一次方法相同。

由过程线分析跑水时间定为8月3日12时（因12时以前有跑水但量不大，以后又落水，故取平均时间）至5月4日止，共计40 h；洪水总量力803万m3计算平均流量为55.8 m3/s；点图查得第二次跑水峰值为110 m3/s。