调查洪水用于平原区设计洪水计算

郑 琨 苗 磊 杨勇智

（陕西水环境工程勘测设计研究院 陕西 西安 710018）

1 问题的提出

我省气候及自然地理条件差异较大，洪水成因各不相同，而且由于下垫面条件的不同，即使在同一气候条件下，产流特点亦有较大差别。秦岭以南的陕南地区及渭河南、宝鸡以西的陇山山区为蓄满产流，秦岭以北的陕北及渭河北广大黄土地区为超渗产流。产汇流地貌分区为黄土丘陵沟壑区、土石山区、秦岭山区和陕南山地区，其汇流参数类别没有与平原区相符的。山区段洪水进入平原区后，由于平原区的自然地理特点为地形平坦开阔，地面坡度平缓，汇入洪水流量很少，而河道槽蓄能力较大，易出现洪水随面积增大而减少的情况。根据平原区水文站实测资料统计，北洛河流域庄头站控制流域面积为25645km2，1932年～2011年洪峰流量均值为1070m3/s，下游朝邑站控制流域面积为26836km2，1932年～2011年洪峰流量均值为592m3/s，下游站较上游站洪峰流量均值减少了45%。由此可见平原区基本不产流，加之河道槽蓄作用，下游设计洪水较上游有所减少。对于中小流域无水文测站，采用常规方式计算会造成成果偏大，通过对设计流域进行调查洪水，采用流域内雨量站实测暴雨资料分析验证调查洪水的合理性，再与常规方法设计洪水计算成果对比，论证其合理性。

2 工程实例分析

本文通过横水河流域河北村段和横水镇段设计洪水计算，着重阐述平原区调查洪水的计算方法。

2.1 流域概况

横水河是凤翔县境内韦水河左岸的一级支流。横水河发源于县城东北部的凤山，流经凤翔、岐山、麟游在岐山县麦禾营附近汇入韦水河。横水河全长72.7km，流域面积534km2，河道平均比降11.7‰。横水镇段流域面积438.2km2，河长 27.37km，河道平均比降11.8‰；河北村段流域面积381.2km2，河长17.94km，河道平均比降15.6‰。

2.2 水文站和雨量站网分布

横水河所在漆水河流域先后设有龙岩寺、柴家咀、好畤河等水文站，漆水河流域水文站网基本情况见图1。好畤河水文站1971年1月建成测流，1998年1月改名为安头水文站，控制流域面积1007km2，有1971年至今的实测水文资料。调查范围流域内共设有7个雨量站，分别是五曲湾、杨家河、西方、横水、岐山、益店、扶风。基本情况详见表1和图1。

2.3 已有历时调查洪水

根据《宝鸡市实用水文手册》和《陕西省洪水调查资料》，1954年横水河流域曾发生大洪水，漆水河流域横水河段历史调查洪水统计详见表2。

2.4 调查洪水计算

本次针对漆水河流域横水河横水镇段和河北村段进行了洪水调查，横水镇段和河北村段相距10km，河北村段至横水河段基本为平原区，调查到最大洪水发生在1988年，次大为1976年。计算方法采用曼宁公式法反算洪峰流量。计算成果见表3。

由调查成果可以看出，横水镇段和河北村段位于横水河上下游，相距10km，故发生的大洪水和次大洪水年份一致。河北村段至横水镇区间段基本属于平原区，无大支流汇入，经过河道槽蓄作用，洪峰流量有所减少。

2.5 调查范围以内实测暴雨资料

调查范围流域内共设有7个雨量站，分别是五曲湾、杨家河、西方、横水、岐山、益店、扶风，实测暴雨统计见表4。

2.6 成果合理性分析

由实测暴雨量可以看出，暴雨发生时间与调查洪水吻合。1988年漆水河流域韦水河段普降暴雨，横水河上游白荻沟水库流域内降雨量为24.8mm，对白荻沟水库1988年下泄洪水进行了调查，白荻沟最高洪水位为942.10m，堰顶高程为943.50m，水库下泄洪水很小与暴雨资料吻合，1988年下游洪水主要来自群力水库。根据现场调查资料分析，1988年大洪水应该为水库建成后最大洪水，1976年洪水为次大洪水。

2.7 常规方法计算设计洪水

设计流域上游水库采用除险加固中运用的方法和成果，对洪水进行调洪计算，根据各水库下泄洪水过程线，考虑洪水演进，区间洪水按土石山区产汇流方式，将其与区间洪水过程错峰叠加，得到设计流域的洪水成果，即河北村段10年一遇洪水流量为339m3/s，横水镇段10年一遇洪水流量为351m3/s。

表1 漆水河流域设计范围内雨量站网一览表

图1 横水河流域河流水系及水文站网分布图

表2 漆水河流域横水河段历史调查洪水统计表

表3 横水河河北村段和横水镇段调查洪水计算成果表

表4 漆水河流域调查范围以内实测暴雨统计表

表5 设计洪水成果对比表

2.8 设计洪水选取

根据水库下泄洪水叠加区间洪水计算设计洪水和调查洪水计算设计洪水成果进行对比，见表5。

从对比看，常规方法计算成果偏大，调查洪水成果偏小。下泄洪水叠加计算设计洪水，由于设计流域面积较大，其设计暴雨分布以及流域内平原区的汇流参数很难确定，加之四座水库对洪水过程的调蓄影响，其地区组合在无观测资料的条件下也很难符合实际。而调查洪水可基本反映70年代初建库以来约40年的洪水实际情况。故选择流域水库建成后的调查洪水成果作为计算依据。针对设防对象的重要性，判断采用调查洪水量值。横水镇段位于横水镇镇区上下游，保护对象重要，故采用调查最大历史洪水作为设计洪水，即为300m3/s；河北村段主要保护对象为农田，故采用调查次大历史洪水作为设计洪水，即为180m3/s。

3 结语

设计洪水计算方法受水文地貌条件制约，具体方法和步骤各有不同，平原区设计洪水没有适宜的计算方法，通过工程设计实践，取得一些粗浅的认识，总结如下：

（1）在设计洪水计算时，结合工程地点的水文地理条件至关重要，需现场查勘，收集往期已成调查洪水成果和暴雨资料，对近期发生洪水实地调查测量，分析洪水成因和来源，确定合适的计算方法。

（2）对于实际调查的历史洪水成果，应有适当的手段予以验证，采用流域内雨量站暴雨资料分析其合理性。

（3）平原区设计洪水计算调查洪水的方法较常规方法计算成果更能反映本流域洪水特征，采用成果时应结合防护对象的重要性选取合理的洪水成果。陕西水利

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