沙颍河洼地洪水参数计算分析及采用

□卢 瑕 □苏卫涛 □舒丹丹（河南省水利勘测设计研究有限公司）

1 工程概况

沙颍河是淮河的最大支流，流域总面积为36651 km2，淮河流域重点平原沙颍河洼地主要位于颍河及贾鲁河（包含清潩河、新运河）、泥河、泥河洼滞洪区，共3片洼地，涉及到许昌（襄城县）、漯河（舞阳、临颍、郾城）、周口（西华、太康、淮阳、川汇、项城、沈丘）3市11县区，区内地势平坦低洼，是洪涝灾害易发区和灾情最严重的地区。

根据洼地降雨量和产流条件，并结合有关地市平原河道治理规划，本片洼地治理水文分析共分为5个区片：颍河洼地、新运河洼地、贾鲁河洼地、泥河洼地、泥河洼滞洪区。

2 设计暴雨

2.1 本次计算成果

洼地暴雨参数复核选用洼地内典型雨量站，颍河新运河洼地选用颍河黄桥站，贾鲁河洼地选用贾鲁河扶沟站，泥河洼地选用泥河项城站，泥河洼滞洪区选用滞洪区进洪闸址的马湾站。四个雨量站系列延长至2005年，分别具有47，63，53，53年雨量资料，统计分析的暴雨参数除泥河洼滞洪区处在沙颍河中上游稍大外，其余3片洼地年最大3 d暴雨均值在120～125 mm之间，Cv在0.50～0.55之间，采用Cs=3.5 Cv计算的设计暴雨与原《淮北除涝水文计算方法》成果差别很小。复核成果和设计暴雨选用成果见表1。

流域设计面雨量，各洼地干沟的流域面积大多在500 km2以下，50 km2以下流域面雨量采用点雨量，据豫东平原区暴雨时面深分析，3 d暴雨500 km2的点面系数为0.94，50～500 km2面雨量由流域面积内插点面系数计算。沙颍河洼地的清潩河干流和泥河洼地的泥河干流流域面积分别为2038,1028 km2，流域面积＞500 km2，流域设计面雨量根据豫东平原区暴雨时面深分析，清潩河和泥河3 d暴雨点面折减系数分别为0.87和0.90。

2.2 成果复核

本次对沙颍河洼地5个区片分别选取了代表站，并将最大24h雨量、最大3 d雨量系列延长至2009年，采用频率分析法计算各区片最大3d设计暴雨成果，与原计算中采用成果对比，见表2。

由表2可见，各系列延长到2009年之后，均值相差在3%以内，各频率设计值相差在-5%～4%之间，都很有限，这说明上次采用的暴雨系列到2005年的成果也有很好的代表性，故本次仍维持上次采用的暴雨成果。

表1 沙颍河洼地分区设计暴雨复核及选用成果表

3 设计净雨

3.1 原选用成果

设计净雨量由各洼地降雨径流关系查算。设计前期影响雨量Pa，3-5 a一遇采用45 mm，10～20 a采用55 mm。洼地采用近期各流域除涝规划中淮北平原分析成果，与70年对口水文成果基本一致。

3.2 本次降雨径流关系复核

本次降雨径流关系检验，对每个区片选用水文站中接近平原河道特征的实测雨洪资料，对沙颍河洼地各区片采用的降雨径流关系进行验证。共选用了西黄庄（控制流域面积480 km2）、钱店（控制流域面积472 km2）、周庄（控制流域面积1320 km2）、豆湾（控制流域面积89 km2）、王爷庙（控制流域面积705 km2）等5个水文站，对每场洪水，选用水文站上游的几个雨量站的平均值来确定降雨量和前期影响雨量，根据实际洪水要素摘录表计算出实际径流R1，与根据降雨径流关系线所查得的R2对比。

由计算成果可知，11场次洪水中，计算净雨深与洼地设计采用的次降雨径流关系查线值净雨深相对误差在-9%～10%之间，绝对误差均在10%以内，故本次采用的次降雨径流关系是合理的。

根据上述暴雨及降雨径流关系成果，计算沙颍河洼地各区片各频率的设计净雨，成果见表3。

表2 沙颍河洼地长系列3d暴雨复核成果对比表

表3 沙颍河洼地设计净雨成果表

4 自排模数计算及复核

4.1 k值复核

河南省沙颍河洼地区排水采用3 d降雨计算，500 km2以上的区域降雨用点面系数0.94计算面雨量；50 km2以下，采用点雨量；50～500 km2的面雨量内插求得。排涝沟渠和排涝闸的排涝模数计算采用《淮北除涝水文计算方法》中的经验公式计算。公式如下：

式中：q—设计排涝模数（m3/（s·km2））；K—峰量关系系数，采用2.60×10-2；R—径流深（mm），根据降雨径流关系查取；F—流域面积（km2），＜50 km2者采用 50 km2。

本次选取沙颍河洼地及周边的西黄庄、钱店、周庄等3个站的6场洪水，分别计算了净雨深R，根据洪峰流量反算k值，见表4。

表4 沙颍河洼地实测洪水峰量关系系数计算表

由表4可见，除西黄庄有1场洪水的k值为4.52×10-2偏大较多外，其余5场洪水k值均在0.02～0.03之间，与设计采用K值2.60×10-2基本一致，故本次计算K值仍采用2.60×10-2。

4.2 排涝模数计算成果

根据上述方法计算，各分区自排模数见表5。

表5 沙颍河洼地排涝模数汇总成果表

5 结语

文章采用最新的暴雨洪水资料对沙颍河各片洼地的洪水计算参数进行了计算、复核及比选，对以后沙颍河洼地无实测资料的中小流域水利工程洪水计算及规模选定提供了依据和参考，计算和验证方法对其它地区同样具有借鉴作用。