四川省会理县城河流域打吉塘段历史洪水调查及在设计中应用

梁　超

（上海勘测设计研究院有限公司四川分公司四川成都610000）

四川省会理县城河流域打吉塘段历史洪水调查及在设计中应用

梁超

（上海勘测设计研究院有限公司四川分公司四川成都610000）

本文通过分析四川省城河流域打吉塘段的历史洪水调查成果，并将成果应用于设计当中，对其分析过程进行了详细探讨，充分说明了历史洪水对于提高设计洪水的估计精度的重要作用，以期为类似案例提供借鉴。

历史洪水；重现期；洪峰流量；调查分析

1　流域概况

四川省会理县城河是金沙江下段左岸的一级支流，地理位置北纬26°50′45″～26°06′10″，东经102°03′00″～102° 32′02″，发源于会理县北面的龙肘山，从主峰海拔3586.9m向南流，经外北、老街、会理县城、在南阁汇入左岸支流——潭溪河，向东南流，沿途纳入左岸支流——江舟河，在海潮附近折向西流，与右岸支流——核桃河（中下游称矮郎河）汇合后，继续西流不远，转向南流，经木古乡、杨家坝乡、普隆、新安，在新安傣族乡注入金沙江。中游叫杨桥河，下游称普隆河。全流域面积约2230km2，干流长约141km。主要支流有麻龙河、江舟河、矮郎河、力马河、黎溪河等，流域水系见图1。

图1　流域水系图

2　暴雨洪水特性

城河流域暴雨洪水由暴（大）雨形成，洪水变化特性与暴（大）雨相应。

流域暴雨受孟加拉西南季风影响，将大量水气带入本区，由于降水系统及地形、地势等因素的综合影响，暴雨多发生在夜间，且历时短，强度大、雷暴雨频繁。暴雨一般最早从5月底开始，最迟至10月底，多发生在6月～9月，7月出现次数最多，占全年32%。一次暴雨过程为1d～3d，多数暴雨量集中在24h，且占3d暴雨的78%，6h暴雨又占24h暴雨71%。根据会理县气象站1956年～2006年暴雨资料统计分析，多年平均年最大24h和6h暴雨量分别达89.0和68.6mm，变差系数Cv为0.36和0.38。

根据打吉塘水文站实测和插补延长的洪水资料统计分析，年最大流量最早出现在5月29日，最晚出现在10月8日，出现在6月～9月机会最多，约占全年的88%，其中又集中在6、7月两个月，约占全年的57%，而5月和10月最少，仅占全年的2.3%和9.5%。一次洪水过程约1d～3d，而洪量主要集中在1日，约占3d洪量的72.3%。从实测洪水资料统计，洪水过程多为涨、落较快的单峰。在连续降水的情况下，也出现连续多峰的情况。

打吉塘水文站实测最大流量1060m3/s（1991年7月11日），调查历史最大流量1860m3/s（1938年）。

3　历史洪水调查及重现期的确定

3.1历史洪水调查情况

为城河干流规划工作需要，在城河水库河段（打吉塘水文站附近）与营盘电站河段（大榨门河段）进行了洪水调查与访问，调查到城河干流规划河段近100年发生的较大洪水有1938年、1955年等，历史洪水调查情况见表1。

3.2历史洪水计算

城河水库调查河段，调查到1938年、1955年多个洪痕点，通过两种方法推流：第一种通过比降法推求洪峰流量，根据洪痕点所在位置实测断面具体情况，通过稳定均匀流公式计算出1938年、1955年洪峰流量；第二种通过水位～流量关系曲线推求洪峰流量，因水库河段调查洪痕点，位于打吉塘水文站附近，其间无较大支流汇入，通过水面比降将调查洪痕搬移至水文站断面，延长打吉塘水文站实测的水位～流量关系曲线来推算1938年、1955年洪峰流量。两者推算结果接近，起到相互验证作用。根据调查情况，得知近几十年受水流冲刷，河道变深，在推流过程中，已经考虑了受河流冲刷影响，最终确定1938年洪峰流量为1860m3/s，1955年洪峰流量为1550m3/s。

3.3洪水重现期

根据2次大洪水调查情况分析，1938年为调查到的最大洪水，1955年次大，2007年也较大。1938年历史洪水的重现期可能有以下四种情况：（1）1938年洪水是1938年以来的首次大洪水，保守估计重现期为70年；（2）1938年洪水是1930年以来的首大洪水（根据张天维岳父年纪推算），重现期可定为80年；（3）1938年洪水是1900年以来首大洪水（吴成相父亲年纪推算），重现期可定110年；（4）参考鲹鱼河洪水重现期，鲹鱼河与城河属相邻流域，在鲹鱼河和黑水河调查到1938年特大洪水，说明这次洪水属于大面积暴雨洪水，在可河电站初设中，经考证，鲹鱼河1938年洪水重现期140年以上。综上分析，1938年洪水重现期可估计为70年～140年，采用平均情况，重现期100年左右，1955年为老二，重现期50年左右。

4　历史洪水在设计中应用

4.1洪水系列插补延长

打吉塘水文站仅有1989年～1993年实测洪水资料。会理站有2002年～2006年实测洪水资料，按面积比2/3次方移到打吉塘水文站。同时选择相邻鲹鱼河会东桥站为参证站。根据打吉塘水文站和会东桥站汛期月最大流量资料，建立两站洪水流量关系，两者关系较好，有Q打吉塘=1.45Q会东桥关系。若按两站面积比2/3次方，有Q打吉塘= 1.43Q会东桥关系，两式十分接近，考虑到该区域经常采用面积比的2/3次方关系，因此本次也推荐采用面积比的2/3次方关系，将会东桥站1960年～1988年、1994年～2001年年最大流量移至打吉塘水文站，经插补后组成打吉塘水文站1960年～2006年年最大流量系列。

表1　历史洪水调查情况表

4.2洪水分析计算

由打吉塘水文站1960年～2006年年最大流量系列，分别加上1938年和1955年历史洪水组成年最大流量不连序系列，按设计洪水计算规范的规定，采用不连续系列洪水经验频率公式进行频率计算。计算成果见下表2，频率曲线见图2；同时本次将未考虑历史调查洪水的1960年～2006年最大流量系列，按设计洪水计算规范的规定，采用连续系列洪水经验进行频率计算，计算成果见表2，频率曲线见图3。

由表2可以看出，加入历史洪水和不加入历史洪水对洪峰流量均值有一定影响，但其主要对Cv的取值影响较大，加入历史洪水Cv明显增大，由不加入历史洪水的0.49增大为0.56，导致加入历史洪水和不加入历史洪水对设计洪水成果相差较大，前者计算结果明显大于后者，千年一遇相差16.6%，百年一遇相差13.6%，设计标准越高造成的相对误差越大，说明若不加入历史洪水只采用有限的样本来进行总体参数估计及频率曲线外延时，设计标准越高，其误差越大，计算得到的设计洪水成果偏小，使得水利水电工程达不到设计标准，对工程的安全运行埋下隐患，而加入历史洪水则可以补充实测资料不足，降低设计洪水的抽样误差，起到延长系列的作用，极大提高系列代表性作用，使得洪水成果更加合理可靠。

表2　打吉塘水文站设计洪水计算成果表

图2　打吉塘水文站年最大洪水频率曲线（加入历史洪水）

图3　打吉塘水文站年最大洪水频率曲线（未加入历史洪水）

5　结语

本次通过对城河流域历史洪水的调查，基本确定了四川省会理县城河打吉塘水文站段近百年以来历史洪水发生的年份、洪水峰量及重现期，并将调查到的历史洪水应用于设计中，得到工程河段的设计洪水成果，为城河流域的水电开发提供了可靠基础数据。同时本次将考虑历史洪水与不考虑历史洪水计算的设计洪水成果进行了对比，充分说明了采用有限的样本来进行频率分析会产生一定误差，设计标准越高造成的相对误差越大，而加入历史洪水参与频率分析可以降低设计洪水的抽样误差，增强设计洪水成果的可靠性，提高设计洪水成果精度，因此在进行水利水电工程设计洪水计算时，历史洪水调查必不可少。陕西水利

［1］SL44-2006水利水电工程设计洪水计算规范［S］.北京：中国水利水电出版社，2006.

［2］梁忠民，等.水文水利计算［M］.北京：中国水利水电出版社，2008.

（责任编辑：畅妮）

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