福建沿海小流域洪水总量合理采用分析

2017-05-25 00:37倪皖南
水科学与工程技术 2017年1期
关键词:径流系数垦区总量

倪皖南

(辽宁省沈阳水文局,沈阳 110043)

福建沿海小流域洪水总量合理采用分析

倪皖南

(辽宁省沈阳水文局,沈阳 110043)

由于福建省无资料径流系数可查,沿海垦区的洪量计算采用径流系数法和经验公式法推求洪水总量的方法,该方法已在福建外走马埭海堤加固项目中应用。

无资料地区;洪水总量;径流系数

1 流域概况

福建省泉州市外走马埭海堤垦区地势呈西高东低,北高南低之势,自西向东倾斜。退潮时大部分滩地出露,围区上游为滨海丘陵,下游为海滨滩涂,上游溪河是垦区淡水的主要来源,下游海滨滩涂咸水资源丰富。流入垦区的溪流皆集雨面积小,河流短且独流入海。垦区所在流域内坡度平缓,基本上无主河道,垦区内主要溪流为独流入海的有许人溪、埭仔溪、珩山溪等,总汇水面积105.5km2,其中海涂垦区面积34.3km2。

依据 《惠安县泉惠石化工业园区防洪防潮排涝规划调整报告》,垦区分为鲤鱼岛片和板屿片两个涝片。鲤鱼岛片集水面积35.3km2,板屿片集水面积70.2km2。两涝片总汇水面积105.5km2。鲤鱼岛片河道比降按治理后的标高估算为0.37%,河道长11.1km;板屿片河长10.4km,河道比降0.08%。

2 设计暴雨

垦区流域内的设计暴雨均值采用 《福建省暴雨等值线图集》查得的成果,比变差系数Cv参考等值线图成果和临近雨量站成果,并进行修正,修正时主要考虑短历时暴雨Cv值应随历时增加而增加的特性。暴雨参数采用成果如表1。

表1 垦区设计暴雨参数采用成果

3 径流系数法推求洪水总量

小流域产流计算可采用径流系数由降水量推求洪水总量。鲤鱼岛涝片的洪水由石化园区、滞洪区和上游山区3部分组成;板屿涝片的洪水由石化园区、滞洪区、绿化带和上游山区4部分组成。由于涝片集水区域内,下垫面各处差别很大,应分别确定各组成区的径流系数,采用面积加权平均的径流系数作为涝片综合径流系数。

GB50014—2006《室外排水设计规范》给出了城市综合径流系数,如表2,石化园区属城镇建筑密集区,本石化园区径流系数按0.65考虑。

表2 城市综合径流系数

滞洪区即水面区域,其径流系数按1考虑;绿化带径流系数按0.15考虑。

《水利水电工程设计洪水计算手册》给出了适用于山区的无资料地区降雨历时等于24h的径流系数,如表3。

表3 山区径流系数

涝片上游山区土壤属于壤土类,山区24h 200年一遇降雨量451mm,径流系数取0.825;山区24h 100年一遇降雨量404mm,径流系数取0.80;山区24h 20年一遇降雨量291mm,径流系数取0.75。各涝片洪水总量径流系数计算如表4。

表4 鲤鱼岛片及板屿片洪水总量径流系数计算

依据表4两涝片的综合径流系数,计算两涝片的洪水总量,成果如表5。

表5 不同方法洪水总量及径流系数比较 单位:万m3

4 经验公式法推求洪水总量

陈异植,庄希澄1987年发表于《福州大学学报》的“福建省中小流域洪水的峰量关系”,选用了福建省内,流域面积2.26~1078km2的41个流域,总共选用499次洪水进行了分析,得出对数二阶标准化洪峰洪量公式:

式中 Qp为设计洪峰(m3/s);V为设计洪水总量(mm);R2为对数二阶线性方程的斜率;A2为对数二阶线性方程的截距。

根据资料分析得出,对数二阶线性方程的斜率(R2)值为-0.853~-1.424,平均为-1.1,小于等于-1.1的达26个流域,约占全部分流域的63.4%。R2在地区分布上具有明显的规律性,沿海地区斜率偏大,文中绘制了R2值等值线图。查等值线得本工程区R2为-1.0。

A2值与面积F的大小密切相关,A2随F的增大而增大,A2值与面积F关系经验公式如下:

沿海地区:A2海=0.7842F0.8631

内地地区:A2地=0.7820F0.7536

由对数二阶标准化洪峰洪量公式计算两涝片洪水总量及径流系数如表5。

5 扣损法推求洪水总量

根据《福建省产汇流计算方法》,以24h设计暴雨扣除损失计算洪水总量。则:

该方法计算的两涝片洪水总量及径流系数如表5。

6 洪水总量采用

《福建省产汇流计算方法》中的扣损法适合于山丘区小流域洪水总量的推求而本沿海垦区集水范围内下垫面不一,山区只占一部分,集水范围内还有石化园区、滞洪区等,由此方法计算洪水总量显然偏大;经验公式法与径流系数法成果相差不大,但略小于径流系数法成果;径流系数法洪水总量计算考虑了排水区域下垫面组成、土壤情况,成果安全可靠,故垦区洪水总量采用径流系数法成果。

7 结语

(1)《福建省产汇流计算方法》中的扣损法没有考虑下垫面组成、土壤情况等影响径流总量因素,计算出的径流总量偏大,不适用于沿海垦区。

(2)径流系数法、经验公式法综合考虑不同相关因子随不同地区变化情况,计算出的径流总量比较合理。所以采用径流系数法或经验公式法计算径流总量比较适合沿海小流域。

[1]福建省水利水电勘测设计院.惠安县泉惠石化工业园区防洪防潮排涝规划调整报告[R].

[2]詹道江,徐向阳,陈元芳.工程水文学[M].北京:中国水利水电出版社,2010.

[3]陈异植,庄希澄.福建省中小流域洪水的峰量关系[J].福州大学学报,1987(4).

[4]宋海波,杨启涛.北台上水库洪水总量预报分析[J].中国防汛抗旱,2011(S1).

[5]冯持.浅谈调查洪水洪峰流量洪水总量及经验频率的估算[J].农业与技术,2013(11).

(责任编辑:王艳肖)

Discussion on the rational use of flood in the small watershed of Fujian coastal area

NI Wan-Nan
(Shenyang hydrology bureau of Liaoning Province,Shenyang 110043,China)

Because without runoff coefficient to be investigated in the region without the data in Fujian province,so the runoff coefficient method and empirical formula method is used in the coastal reclamation area to calculate flood volume. This method has been used in the Fujian zoumadai seawall reinforcement project.

no data area;flood volume;runoff coefficient

TV122

B

1672-9900(2017)01-0016-03

2016-12-16

倪皖南(1981-),男(汉族),安徽马鞍山人,工程师,主要从事水利工程预算等工作,(Tel)13897951442。

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