历史洪水调查在设计洪水分析中的重要性探析

杨晓飞（广西玉林水利电力勘测设计研究院　广西　玉林　537000）

历史洪水调查在设计洪水分析中的重要性探析

杨晓飞
（广西玉林水利电力勘测设计研究院广西玉林537000）

中小河流设计洪水计算中，由于无实测洪水资料，通常采用设计暴雨来推求设计洪水，其成果理论性较大，合理性需要实测资料来佐证。本文通过调查沿河发生的洪水，得到各个洪痕，特别是具有代表断面的洪痕，反推其洪水流量，并通过分析各次洪水的重现期，来对比各频率设计洪水成果的合理性，探析了历史洪水在验证设计洪水成果合理性分析中的作用。

历史洪水；水位；洪峰；合理性

1　概况

1.1流域概况

新丰河属西江水系，为北流河一级支流、浔江二级支流，其主河流域位于北流市境内，地理位置为东经110°07′～110°47′，北纬22°08′～22°56′。新丰河发源于容县和北流市的交界处天堂山，其主流由东向西流经新丰镇的大村、大罗垌村、永安村及新丰镇，与发源于天堂山望君顶的一条支流汇于隆盛镇的中和村，再流经隆盛镇的平坡村，于香圩村下游约1km处流入北流河。新丰河流域面积为208.0km2，主河道全长28.92km，河道平均坡降为19.66‰，多年平均流量7.42m3/s。

新丰河流域地势东南高西北低，呈长扇形，流域上游为山区地带，植被较好，中下游为丘陵地带，沿河两岸上游居民分布稀少，下游较广。新丰镇位于新丰河中上游，距离北流河汇合口约6.1km，新丰河在新丰镇处的流域面积为 74.2km2，河长22.8km，平均河流坡降为17.7‰。

1.2水文气象

流域地处北回归线以南，纬度低，属亚热带过渡的季风气候，新丰河源头位于暴雨中心，汛期洪水暴涨暴落。据流域附近的石碗嘴水文站1967年～1985年以来的降雨观测资料统计分析，多年平均降雨量为1930mm，查《广西水文图集》的年降雨等值线图在2000mm左右，由于新丰河源头为天堂山山脉，为一暴雨中心区，所以本次设计新丰河流域的多年平均降雨为2000mm。流域内无气象观测资料，考虑流域距离北流市城较近，其气象资料可直接参考北流站资料。据北流气象站资料统计多年平均气温为21.8℃，极端最高温度为37.9℃，极端最低温度为0.7℃。

北流市新丰河流域地理位置图

表2.2-1　　新丰镇历史洪水调查表

表3.1-1　　流域各频率各时段设计暴雨成果表

1.3水文基本资料

新丰河流域内未设有水文观测站，但在流域附近有石碗嘴雨量站，该站距离新丰镇直线距离5km，距离流域上游直线距离约15km，于1966年设立，观测有1967年以来的降雨量、水位等资料，控制集雨面积273km2，该站为国家布点站，资料整编完整可靠。通过结合石碗嘴雨量站观测资料以及《广西暴雨统计参数等值线图研究》（2010年）来开展流域的水文分析工作。

2　历史洪水

2.1洪水特性

新丰河流域洪水主要由暴雨径流形成，受台风和海洋湿热气团流入的影响，暴雨集中，由于河流坡降稍大，洪水暴起暴落，河床窄，淤积严重，当地居民占用河床的情况也存在，一般洪水持续1天～2天，极易形成洪水灾害，导致农田和房屋被淹没或者冲毁，使人民生命财产受到严重威胁。

2.2历史洪水调查

通过对新丰河新丰镇河段进行洪水调查，调查河段下起观南村桥，上至桂木圆村桥处，长约1.2km。主要调查了解到1985年和1995年这两场大洪水。其中1985年洪水洪痕较高，指认人记忆清晰，洪水洪痕较为可靠。据新丰镇镇委梁工回忆，1985年洪水发生时，桂木圆桥水位漫过桥面，水位基本与桥面持平，相应洪水位约为146.1m；新丰电站桥则淹过桥面以上约0.2m，据当地一老百姓（年龄约60岁），当时淹过她小腿一半左右，相应洪水位约为143.9m；新丰初中桥的水则漫过桥面约0.1m，水位约为143.50m；观南村桥则漫到桥的引桥路面上，相应洪水位约为141.5m。1995年洪水发生时，桂木圆桥水位低于桥面0.4m左右，相应洪水位约为145.7m；新丰电站桥则低于桥面约0.2m，相应洪水位约为143.5m；新丰初中桥的水未漫过桥，低于桥面0.1m，淹到桥旁边一出水涵洞的顶部，水位约为143.30m；观南村桥则淹到桥旁边的一引水管道位置，相应洪水位约为141.25m。1997年和2006年也发生较大洪水，洪水情况与1995年相当，2003年发生的洪灾则小于2006年。以上几场洪水情况得到了多位当地居民的证实。

各次洪水具体情况见表2.2-1。

2.3历史洪水重现期的确定

据《北流市水利电力志》记载，1985年比1995年的洪水要大，这一点得到了当地居民的证实。根据新丰镇常住居民回忆，1995年的洪水是1985年以来最大的，仅次于1985年的大洪水，1997年和2006年又相继发生程度相当的洪水，2003年则次之。根据各种因素和条件的综合分析，认为1995年的洪水较1985年要小，和1997年、2006年相当，相当于1985年大洪水以后，近30年时间发生了3次大洪水，程度相当，所以1995年洪水重现期相当于10年一遇。1985年则大于10年一遇。

3　设计洪水

由于新丰河流域内无实测洪峰资料，其设计洪水采用设计暴雨来推求。

3.1设计暴雨

流域内无水文观测站，但在流域附近有石碗嘴水文站，观测有1967年～2008年共42年的实测年最大24小时降雨资料，资料系列较长，整编完整可靠，精度高，经统计其年最大24小时暴雨均值为153.3mm，Cv=0.43。经P-Ⅲ型频率曲线配线石碗嘴水文站年最大24小时暴雨均值采用155.0mm，Cv值采用0.5，Cs=3.5Cv。

通过查《广西暴雨统计参数等值线研究》（2010年）年最大24小时暴雨均值等值线图和变差系数等值线图，新丰河流域均值在160mm左右，Cv值在0.5左右，与石碗嘴水文站的成果相差不大。由于石碗嘴水文站位于新丰镇附近5km，高程在200m左右，而新丰河新丰镇以上流域高程在900m～200m之间，所以其暴雨不能很好的代表新丰镇以上新丰河流域，综合考虑后，以《广西暴雨统计参数等值线研究》（2010年）等值线成果作为设计暴雨的依据。1小时和6小时亦直接采用《广西暴雨统计参数等值线研究》（2010年）等值线成果。设计暴雨成果见下表3.1-1

表3.2-1　　本流域设计雨型

表3.3-1　　洪水计算成果表

表3.4-1　　代表断面水位～流量关系成果

3.2设计雨型

本流域无实测暴雨雨型，查《广西暴雨径流查算图表》得本流域雨型分区为第8分区，故采用第8分区综合雨型作为流域设计雨型，雨型如下表3.2-1。

3.3设计洪水计算

查《广西暴雨径流查算图表》，流域所在的产流、汇流、降雨时面深分区和退水指数分区分别是第6、第二（1）、第三和第8区，按各分区参数进行取值计算，Wm=140mm，f=8mm/h，n=2.95，K=2.036，α1=1.2，α2= 0.4，通过瞬时单位线法计算得各频率设计洪水成果见下表3.3-1。

3.4代表断面水位流量关系计算

经实地调查，在观南村桥和新丰中学桥之间，距离观南村桥约200m处有一陂坝，断面规则，所以选取该陂坝作为代表断面来计算其水位流量关系。

该陂坝溢流堰型为折线型实用堰，堰顶高程为139.9m，过水断面净宽60m，两岸较平缓，均为农田。该处无调查的洪痕水位，从观南村桥附近的洪痕水位推到该处1995年大洪水（相当于10年一遇）水位约为142.7m。该断面的水位流量关系按实用堰过流公式计算，公式如下：

其中：m——流量系数，取0.42；

B——过水断面净宽，取60.0m；

H——堰上总水头。

计算得该控制断面的水位流量关系成果见下表3.4-1。

3.5设计洪水成果合理性分析

通过查《广西水文图集》得新丰河流域10年一遇洪峰模数为25～30，由于流域上游是一暴雨中心（天堂山暴雨中心），所以洪峰模数稍大是合适的，本次计算得新丰镇新丰河干流10年一遇洪峰流量为536m3/s，洪峰模数为30，与《广西水文图集》的等值线成果相差不大，所以认为本次设计洪水成果合理。

通过上面对历史洪水的调查分析，1995年相当于10年一遇洪水。1995年大洪水时，新丰镇观南村桥上游约200m的地方的小陂坝的水位约为142.3m，反推其过流量约为523m3/s，与本次计算的洪峰流量536m3/s相差不大。认为设计洪水成果合理。

4　结语

小河流域的设计洪水计算成果往往偏向理论性，均无实测洪水的佐证，其合理性分析尤为重要。通常采用通过各水文图集等值线的成果验证，往往代表性不是很好，面域性较强，所以具体到各设计断面的洪水成果合理性，需要实际发生的洪水来验证。至此，历史洪水调查及成果分析更能反应各设计断面的洪水情况，为其成果的合理性提供更实际客观的佐证。陕西水利

［1］武汉水利电力学院水力学教研室 ［S］.水力计算手册.水利出版社，1980.

［2］能源部、水利部水利水电规划设计总院.水利水电工程设计洪水计算手册［S］.中国水利水电出版社，2001.

［3］河海大学詹道江、武汉大学叶守泽合编［M］.工程水文学.中国水利水电出版社，2000.

［4］广西水文总站.广西壮族自治区暴雨径流查算图标［S］.1984.

［5］广西壮族自治区水文水资源局.广西暴雨统计参数等值线图研究［S］.2010.

（责任编辑：畅妮）

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