昔阳县安坪河巴洲河治理段河道洪峰流量分析

郭彩莲

（晋中市水利勘测设计院，山西 晋中 030600）

1 流域概况

昔阳县安坪河和巴洲河为松溪河两条支流，在昔阳县城西合流，并于东门底汇入松溪河。其中安坪河控制流域面积80.62 km2，流域长度17.09 km，流域纵坡15.6‰；巴洲河控制流域面积87.73 km2，流域长度15.9 km，流域纵坡15.0‰。安坪河上游流域内有3座小型水库：关山水库、石亭水库和庞家峪水库。巴洲河上游有2座小型水库：秦山水库和上讲堂水库。

关山水库位于安坪河上游的杏庄村，台沟河与杨家峪河的交汇处，坝址以上控制流域面积14.1 km2；石亭水库位于安坪河上游石亭村东北1.3 km，坝址以上控制流域面积14.4 km2；庞家峪水库位于安坪河支流上游庞家峪村西北1.5 km处，坝址以上控制流域面积0.7 km2。

秦山水库位于巴洲河上游秦山村，坝址以上控制流域面积50 km2；上讲堂水库位于巴洲河上游上讲堂村以北0.5 km，坝址以上控制流域面积5.6 km2。

2 洪水计算

按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》，治理段洪水标准为20年一遇。安坪河、巴洲河所涉及的河道及上游流域内没有实测来水资料，洪水采用《山西省水文计算手册》中流域模型法进行计算。计算结果分别见表1和表2。

3 洪水地区组成

3.1 单元划分

河道洪峰流量是设计的关键，这两条河上游水库较多，水库的调蓄作用会对河道洪峰流量造成一定影响，需对其进行合理分析。根据实际条件，将其按如下单元划分：

表1 安坪河洪水计算成果表

表2 巴洲河洪水计算成果表

安坪河分为3个单元：关山水库、石亭水库以及安坪河区间。庞家峪水库控制流域面积小，不单独分析，划进区间单元。

巴洲河分为2个单元：秦山水库和巴洲河区间单元。上讲堂水库控制流域面积较小，不单独分析，划进区间单元。

流域内的水库均已进行了除险加固，其设计洪水标准均超过了该两段河道的设计标准，因此，在本次洪水分析计算中没有考虑各水库溃坝时的影响。

3.2 洪水组成分析

根据《水利水电工程设计洪水计算规范》，洪水的地区组成采用同频率洪水组成法计算分析，首先指定某一分区发生与控制断面同频率的洪量，按水量平衡原则计算出其余分区洪量的总数，并从对下游设计工程的安全是否产生不利影响考虑。

安坪河全流域洪水P=5%时洪量为394.2万m3，当关山水库与石亭水库采用同频率洪水P=5%时洪量为150.9万m3，安坪河区间洪水相应洪量为243.3万m3，与P=5%时洪量十分接近；当安坪河区间洪水与石亭水库采用同频率P=5%时洪量为336.7万m3，关山水库洪水相应洪量为57.5万m3，介于P=5%与P=10%之间；当安坪河区间洪水与关山水库采用同频率P=5%时洪量为331.4万m3，石亭水库洪水相应洪量为62.8万m3，介于P=5%与P=10%之间。组合洪水洪量不应小于全流域洪量，而后两种组合如全部按照P=5%频率洪水相应，则组合洪量仅比总量大15.3万m3，因此从工程安全方面考虑，三个单元均可采用P=5%时洪水流量。

巴洲河全流域洪水P=5%时洪量为412.3万m3，当秦山水库采用同频率洪水P=5%时洪量为228.8万m3，区间洪水相应洪量为183.5万m3，与P=5%时洪量极为接近；当巴洲河区间洪水采用同频率P=5%时洪量为195.3万m3，秦山水库洪水相应洪量为217万m3，与P=5%时洪量很接近。通过以上分析可知，两种组合结果基本相同，即两个单元均采用P=5%洪水流量时，洪水总量为424.1万m3，仅比全流域洪水总量大12万m3，认为较合理。因此本次巴洲河洪水计算区间及水库单元均采用P=5%时的洪水流量。

4 水库下泄洪水过程流量演算

根据各水库洪水过程线，水位、库容、泄量关系，以及起调水位等因素综合调节，最大出库流量关山水库为44.4 m3/s，石亭水库为69.8 m3/s，秦山水库为90 m3/s。

各水库与治理段设计断面距离分别为：关山水库11.27 km，石亭水库10.72 km，秦山水库10.1 km。为合理确定河道设计断面的洪峰流量，对经水库调节后的各洪水下泄过程线进行了河道流量演算。水库下泄洪水过程线河道流量演算采用线性迟滞Ⅰ型梯形入流单河段积分解演算模式，河道流量演算参数分析采用累积量法进行分析计算。根据河道实际情况，各参数计算结果见表3。

表3 河道流量演算参数计算结果

经计算，洪水下泄过程线演进至设计断面后最大洪峰流量分别为：关山水库44.4 m3/s，石亭水库68.5 m3/s，秦山水库90 m3/s。与演进计算起始断面各水库的出库流量相比，洪峰流量基本不变，洪峰推后约10～20 min。

5 设计断面设计洪水

按照前述不同组合，水库下泄洪水过程线经河道演进计算后与区间洪水过程线性叠加，叠加后设计断面P=5%洪水洪峰流量安坪河为402 m3/s，巴洲河为289 m3/s。

6 结语

安坪河治理段控制断面以内两水库经过水库调节后洪峰有一定减弱，但由于占全流域面积比例较小，因此与全流域相比，洪水组成后洪峰流量变化不大。而巴洲河上游秦山水库占全流域面积比例及调洪库容较大，对洪水起到了一定的拦蓄作用，经洪水组合分析后流量比全流域要小。另外，在本次分析中，水库下泄过程线洪水演进对该河道洪峰流量产生的错峰作用不明显。