滦河滦县站设计洪水分析计算

杨利红

（河北省水利水电第二勘测设计研究院，河北 石家庄 050021）

在滦河上建有4座大型水库、9座中型水库及多处小型水库和塘坝，上游水库调度调洪作用改变了下游设计断面天然洪水的洪峰流量、时段洪量及洪水过程线形状，从而改变了设计断面洪水的概率分布。文中通过对滦河下游滦县段洪水设计分析计算，阐述水库群下游河道防洪设计洪水的计算方法。

1 洪水特性分析

滦河上建有多处水库和塘坝，对滦河洪水起到了一定的调蓄作用。潘家口水库、大黑汀水库、桃林口水库是滦河流域内最主要的3座大型水利枢纽工程。潘家口水库坝址位于迁西县洒河桥镇桃园村北，大黑汀水库坝址在迁西县境内大黑汀村，大黑汀水库位于潘家口水库的下游，两库首尾相连，形成滦河梯级开发工程。桃林口水库位于滦河支流青龙河上[1]。

潘家口水库控制流域面积34240km2，占滦河流域山区面积的75%，总库容29.3亿m3，防洪库容7.0亿m3，设计防洪标准为1000年一遇洪水，校核标准为5000年一遇洪水，是以供水为主，兼顾防洪、发电等综合利用的大（Ⅰ）型水利枢纽工程。

大黑汀水库为一座大（Ⅱ）型水库，位于潘家口水库下游30km的滦河干流上，水库以上流域面积35580km2，占全流域总面积的79%，其中两座水库之间的区间面积为1340km2。大黑汀水库是以蓄水兴利为主的水库，不承担下游防洪任务，溢流坝泄洪能力很大，洪水期间不控泄。水库总库容为3.37亿m3，设计防洪标准为100年一遇洪水，校核标准为1000年一遇洪水[2]。

桃林口水库位于河北省青龙县二道河村附近的滦河支流青龙河上，控制流域面积5060km2，总库容8.59亿m3。桃林口水库是以城市供水和灌溉为主的大（Ⅱ）型水利工程，水库设计标准为100年一遇洪水，校核标准为1000年一遇洪水[3]。

2 设计洪水

滦河京山铁路桥下游平原河段设计洪水以滦县水文站为控制断面。由于上游潘家口、大黑汀和桃林口3座大型水库中仅有潘家口水库承担下游防洪任务，因此滦县站的设计洪水组成按潘家口水库以上和潘家口至滦县区间两个区域进行分析[4]。在《滦河流域防洪规划》（2006年，该成果已通过河北省人民政府批准）中，对滦县以上的主要控制站潘家口、滦县、潘家口～滦县区间洪水在《滦河流域补充规划》（1985年）的基础上，将系列延长至1997年进行复核，复核结果显示各站特征参数均无大的变化，仍采用“补充规划”中的设计洪水成果。由于1997年以来无大暴雨洪水发生，文中仍采用《滦河流域防洪规划》中的成果。

2.1 主要控制站设计洪水

上游水库用水调度和防洪调洪作用改变了下游设计断面的天然洪水流量、时段洪量及洪水过程线。为了推求下游设计断面设计洪水，可将实测洪水流量资料按水库调度规则逐年进行模拟调洪，推求出设计断面的洪水过程线，从中统计出受水库调洪影响的设计断面洪水特征值系列。

滦县滦河河段设计洪水以滦县站为控制站。上游潘家口、大黑汀和桃林口3座大型水库中仅有潘家口水库承担下游防洪任务，滦县工程段及以上主要控制站潘家口、大黑汀、滦县、桃林口的设计洪水以及潘家口～滦县区间洪水的分析成果见表1[7]。

表1 滦河主要控制站洪水分析成果

2.2 滦县站设计洪水

关于滦县站设计洪水采用潘家口设计、还是潘滦区间设计，采用了典型洪水组成法和同频率洪水组成法进行分析。

2.2.1 典型洪水组成法

近期滦河流域发生的大洪水年份主要有1949年、1959年和1962年，其中1949年因潘家口站无实测资料无法进行组成分析，主要对1962年、1959年洪水组成进行分析。

1959年滦县站7月22日洪水的洪峰流量为24000m3／s，接近50年一遇洪水，3日洪量20.0亿m3。潘家口站洪峰流量仅为4220m3／s，相当于5年一遇；3日洪量为5.2亿m3，占滦县站3日洪量的26%。

1962年滦县站7月27日洪水的洪峰流量为34000m3／s，相当于100年一遇洪水，次洪水总量为50.4亿m3。对应此次洪水过程，潘家口站洪峰流量18800m3／s，相当于50年一遇洪水，次洪水总量为19.3亿m3，占滦县站洪量的38.3%。潘家口以下区间尽管流域面积仅占滦县以上流域面积的22.1%，但产流量却占滦县站洪量的61.7%。

从两场较大洪水的组成情况可以看出，滦县站的洪水组成中潘家口站和潘家口～滦县区间的洪水相差十分悬殊。

2.2.2 同频率洪水组成法

根据实测资料分析，在1958年、1959年、1962年、1964年、1984年及1994年等较大洪水中，主要来自潘家口以上的仅有1958年，其余年份均以潘家口～滦县区间洪水为主。同频率组成法即考虑潘家口站与滦县站同频率、潘家口～滦县区间相应和潘家口～滦县区间与滦县站同频率、潘家口站相应两种情况，分析的洪水标准主要针对滦河下游防洪标准，即50年一遇洪水。

滦县站50年一遇天然洪峰流量为28100m3／s，潘家口站同频率的洪峰流量为17800m3／s。按潘家口站与滦县站洪水洪峰流量基本遭遇考虑，由滦县站洪水减去潘家口站经演变后的过程得到潘家口～滦县区间洪水过程，洪峰流量为12000m3／s，相当于20年一遇洪水。

潘家口～滦县区间50年一遇洪水的洪峰流量为18200m3／s，由滦县站洪水减去潘家口～滦县区间洪水得潘家口站演变至滦县站的洪峰流量9900m3／s，换算至潘家口为12000m3／s，相当于20年一遇洪水。

2.2.3 设计洪水成果

从以上分析可知，潘家口～滦县区间发生与滦县站同频率洪水的机遇较高且对滦县站的防洪较为不利，因此，滦县站设计洪水组成采用潘家口～滦县区间与滦县站发生同频率设计洪水、潘家口发生相应洪水的组合方式。滦县站即治理河段设计洪水成果见表2。

表2 设计洪水成果表

4 结论

滦河下游滦县段洪水设计，受上游水利工程的影响较大，进行洪水设计时，不仅要考虑洪水过程叠加，还要考虑人为调度洪水对下游的影响。通过分析确定受水库群影响的下游滦县段设计洪水为：50年一遇的洪峰流量为25000m3／s，20年一遇的洪峰流量为19630m3／s，10年一遇的洪峰流量为13600m3／s。

[1]于京要，等.滦河流域防洪规划[R].天津：河北省水利水电勘测设计研究院，2002.

[2]王春泽，乔光建.河北水文基础知识与应用[M].北京：中国水利水电出版社，2012.

[3]王洪彬，等.滦河中下游河道防洪工程规划[R].天津：河北省水利水电勘测设计研究院，1997.

[4]冯平，徐向广，王嵩.滦河下游河道建设项目防洪影响评价问题[J].干旱区资源与环境，2007，21（8）：22-27.