卫河淇门水文站设计洪水复核

2015-08-19 03:15张青艳万贵生安阳水文水资源勘测局
河南水利与南水北调 2015年9期
关键词:淇河洪量水文站

□张青艳 □万贵生(安阳水文水资源勘测局)

1 流域概况

1.1 水系情况

卫河是海河流域最大的河流,发源于山西省陵川县夺火镇,流经焦作、新乡、鹤壁、安阳、濮阳市,入河北省大名县,至山东省馆陶县秤钩湾与漳河相会后进入南运河。河南省境内河长286 km,流域面积12911 km2,卫河在新乡县以上叫大沙河。1958-1960年开挖的引黄共产主义渠,1961年停止引黄后,成为排水河道,该渠在新乡西永康村与大沙河汇合,沿卫河左岸行,截卫河支流沧河、思德河、淇河后下行至浚县老观嘴,复注入卫河。卫河淇门以上主要支流有峪河、沧河、思德河、淇河,淇河是卫河的最大支流。共渠控制着卫河部分洪水。

1.2 蓄水工程

卫河支流峪河建成了群英、马鞍石、宝泉、石门4座中型水库,沧河上建有狮豹头、塔岗、正面、夺丰4座中型水库。淇河上建成了盘石头1座大(2)型水库,弓上、三郊口、陈家院、石门4座中型水库。

2 淇门水文站

淇门水文站位于浚县李庄,东经114°18′、北纬35°30′,1933年设立,1936年停测。1951年恢复为汛期水位站,集水面积8724 km2,观测项目有水位、流量、含沙量、雨量、水温。基本断面上游右岸7.00~8.00 km处有良相坡洼地,为一天然滞洪区,左岸2.00 km处有淇河横穿共产主义渠汇入,右岸1.60 km处有长虹渠滞洪口。

3 刘庄水文站

刘庄水文站位于共产主义渠浚县刘庄村,东经114°17′、北纬35°30′。1962年设立,1964年刘庄(闸)下迁2.40 km,改站名为刘庄,1966年上迁2.30 km,至河口距离41.00 km,改名刘庄(二)。用淇门、刘庄站的同步洪水延长淇门站洪水系列,对洪水进行系列复核。

4 洪水系列代表性分析

2000年水利部天津水利水电勘测设计研究院编制的《漳卫河流域设计洪水复核报告》中,淇门站采用的洪量系列统计到1991年。本次复核,将系列延长到2012年。峰量系列延长了21年,有60年资料,满足设计洪水计算规范对采用频率分析法计算设计洪水时要求具有30年以上实测和插补延长系列的条件。系列中有1956,1963,1982,1996年等大水年,起到增加系列代表性的作用。

表1 淇门洪水复核成果表 单位:亿m3

5 洪水系列一致性处理

淇门站实测洪水过程与还原洪水过程叠加为天然洪水过程,从每年的天然洪水过程中统计各时段洪量,组成洪水系列,并进行合理性分析。年洪水过程还原计算方式和方法,根据具体影响因素的特性确定。

第一,水库溃坝、堤防溃决、分蓄洪工程启用等都具有突发性,对下游洪水影响较大,将受这些因素影响的洪水还原到天然状态。

第二,实测洪水系列受到上游已建大、中型蓄水工程、引水和提水工程等影响较大时,将受这些工程影响的洪水还原至天然状态。设计洪水计算时,一般都有历史洪水,而历史洪水发生时往往受到的是上游还没有已建工程时的影响,属于天然洪水,与还原的洪水系列组成连续系列,以保持洪水系列的一致性。

第三,随着堤防防洪标准及防洪能力的逐步提高,原来堤防遇一般洪水就漫溃,目前遇超标准洪水才有可能漫溃,在时间序列中,大洪水可能存在洪水系列不一致性,需要还原为归槽洪水或天然洪水。

6 洪水复核

根据《水利水电工程设计洪水计算规范》进行本次设计洪水复核工作。洪水要素的统计采用各年汛期6-10月最大独立取样的方法,主要计算了w5d、w15d、w30d洪量。

一般年份先将石门、弓上水库的蓄变量作逐日还原,以各自的传播时间错开加于淇门站,对于卫河汲县站以上的涝水和引黄水量也予以扣除,得出淇门站以上(山区部分)天然逐日平均流量,据此统计各时段洪量。对大水年由于坡洼运用,改变了洪水天然状态,改由上游分区相应时段洪量相加的计算方法。

理论频率曲线采用P-III型线型,适线法选定统计参数,计算中凡有大洪水需进行特大值处理的,实测洪水系列中其它年份洪水的经验频率均按规范中方法二计算。对淇门站进行了频率计算。复核成果见表1。

7 成果合理性分析

与上游各站相比较,洪水的均值和设计值符合从支流到干流,自上游到下游由小变大的规律,上游各站区均值或同频率设计值之和也稍大于下游站。变差系数Cv值的分布也符合上游大于下游,支流大于干流的一般规律。

本次复核计算成果与2000年成果相比,基本都是均值减小、变差系数增大,从设计值分析,因为加入了的21年系列均值较小,而本次频率计算Cv较原设计均有所增加,故出现稀遇频率设计值减小得少(甚至增大)、常遇频率设计值减小得多的情况。从适线均值与实测系列算术均值的比较来看,也与2000年成果相似。统计参数的时空分布及与2000年复核成果相比的变化都是合理的。

[1]漳卫河流域设计洪水复核报告[R].天津水利水电勘测设计研究院,2000.

[2]海河流域水文设计成果工作大纲报告[R].中水北方勘测设计研究有限责任公司,2013.

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