武功县漆水河入渭河口段防洪工程水文分析

冯碧娜

武功县漆水河入渭河口段防洪工程水文分析

冯碧娜

（西安景天水利水电勘测设计咨询有限公司，陕西西安710018）

漆水河干流柴家嘴以上修建多座水库，流域设计洪水计算较复杂。通过同频率地区组成法及调查洪水法对漆水河入渭口段洪水进行分析计算得出：工程区10年一遇洪水洪峰流量为385m3/s，20年一遇洪水洪峰流量为710m3/s。将该治理段洪水计算成果与上游工程的计算成果对比，较为接近，说明该段洪水计算采用的方法合理，计算成果可靠，推荐以本次计算的设计洪水作为最终成果。

渭河；漆水河；水文分析；同频率地区组成法；洪水调查法

1 基本情况

1.1 工程概况

漆水河入渭河口段防洪工程是渭河咸阳综合治理的重要组成部分，《陕西省武功县漆水河流域防洪工程规划》对漆水河入渭口段防洪工程漆水河渭河回水区（河道中心桩号K0+000～K2+184）要求防洪标准为20年一遇，因此该段按照20年一遇洪水设防，漆水河上游渡槽至回水区末端（河道中心桩号K2+184～K5+924）主要保护农田按照10年一遇洪水设防，工程区分漆水河渭河回水区和漆水河上游渡槽至回水区共5.9 km，起点与渭河大堤段相接，封闭段与杨凌区段防洪工程相接。

1.2 流域概况

漆水河是渭河左岸一级支流，漆水河干流全长152.0 km，流域面积3824 km2，平均比降4.7‰。漆水河上有大北沟和韦水河两大支流；大北沟干流全长80.6 km，流域面积481.7 km2，平均比降6.3‰。韦水河全长147.5 km，流域面积2023 km2，平均比降2.7‰。

流域内水利工程较多，干流上1973年建有羊毛湾水库；支流大北沟河20世纪70年代初年建成西沟水库、乾陵水库、老鸦咀水库、大北沟水库；韦水上游横水河、雍水河在20世纪60年代建成了白荻沟、东风两座中型水库，支流美阳河上20世纪70年代建有信邑沟水库，七星河上六、七十年代建有官务、丁童、白家窑等水库群。

其中羊毛湾、大北沟、白荻沟、东风、信邑沟及七星河上的水库群对防洪工程影响较大。

2 水文分析

2.1 基本资料

漆水河流域水文资料观测系列较长，主要水文站包括：龙岩寺、好畤河(安头)、柴家嘴、白荻沟、头道沟。水文站网一览表见表1。

表1 漆水河流域水文站网一览表

2.2 历史洪水及重现期

根据陕西省水利厅整编的《陕西省洪水调查资料》及陕西省水利电力勘测设计研究院编制的《羊毛湾水库大坝洪水复核报告》对漆水河流域调查的洪水资料，从历史洪水调查情况看，漆水河龙岩寺段1920年洪水是迄今为止最大一场洪水，洪峰流量为2030 m3/s，1901年系第二大洪水，但未定量，考虑安全起见，本次将漆水河龙岩寺河段1920年洪水的重现期确定为110年，1901年、1933年和1954年洪水分别是110年来发生的次大、第三、第四大洪水。

2.3 设计洪水计算

漆水河干流柴家嘴以上修建多座水库，设计洪水计算复杂，本次设计采用了同频率地区组成法进行了分析计算，本次水文分析计算沿用陕西省水利电力勘测设计研究院《杨凌区漆水河杨村乡、李台乡段防洪治理工程初步设计报告》[1]中的调查成果。调查到2011年9月18日该段曾发生过几十年来的最大洪水，通过对该场洪水重现期及量级的分析，估算工程处设计洪水。

2.3.1 柴家嘴河段2011年9月18日调查洪水分析

（1）2011年9月18日洪水概况

经调查了解2011年9月18日洪水系9月12日漆水河出现了秋淋洪水，漆水河洪峰流量仍超过266 m3/s。水库最大下泄217 m3/s。本次洪水过程中，韦水河洪水很小，大北沟水库无泄水。

（2）洪峰流量

鉴于圪崂村漆水河渡槽、西宝高铁桥、川云关水电站均有洪水漫溢出槽及决口等情况，无法估算洪水流量。本次仅对柴家嘴村2011年9月18日洪水流量进行计算。

公式中参数确定如下：

水面比降：根据河道比降及高水比降综合分析，其值为1.8‰。

河道糙率：根据计算河段的糙率采用0.040。

经计算工程断面处调查洪水位446 m。

根据1958年9月洪水调查，柴家嘴断面河道比降1.8‰，河道糙率主槽0.03，滩地0.050。

表2 羊毛湾水库、羊毛湾水库～大北沟口的流域特征值

经计算，该断面处水位446 m时洪峰流量为385 m3/s。

根据该河的洪水特性，柴家嘴洪水主要来源于漆水河羊毛湾水库以上，因此推断2011年柴家嘴洪水接近10年一遇，洪峰流量385 m3/s。

2.3.2 依据调查洪水计算设计洪水

依据上述2011年9月18日调查洪水，考虑本流域好畤河站并结合邻近千河千阳站洪峰流量统计参数分析，工程处洪峰流量Cv取1.70，Cs/Cv采用3.5，试算得到工程处20年一遇洪峰流量为710 m3/s，50年一遇洪峰流量1240 m3/s，5年一遇洪水171 m3/s。

2.3.3 同频率组成法计算设计洪水

设计洪水计算思路：对设计洪水影响较大的水库有漆水河干流上的羊毛湾水库，支流大北沟的老鸦咀、大北沟水库，支流韦水上的白荻沟水库、东风水库及韦水七星河上官务、丁童、白家窑等水库群，设计洪水计算时分别计算各支流受水库影响的设计洪水，然后进行组合。

具体计算过程如下：

（1）漆水河干流大北沟口以上流域设计洪水

羊毛湾水库、羊毛湾水库～大北沟口的流域特征值见表2。

（2）羊毛湾水库设计洪水、下泄过程

本次设计洪水计算的参证站为漆水河好畤河站，资料年限为1952～2010年，计算方法同《羊毛湾水库大坝洪水复核报告》。羊毛湾水库坝址设计洪峰流量计算成果表见表3。

典型洪水过程线选择1954年8月17日洪水过程，采用同频率法放大。得出，羊毛湾水库5%洪水最大下泄流量为360 m3/s。

（3）漆水河干流羊毛湾水库坝址～大北沟口区间洪水漆水河干流羊毛湾水库～大北沟口区间面积149 km2，洪水过程线采用五点概化过程线，见表4。

表3 羊毛湾水库坝址设计洪峰流量计算成果表

表4 羊毛湾水库～大北沟口区间P=5%洪水过程线表

表5 工程区段设计洪水计算成果表

（4）漆水河干流大北沟口以上流域洪水

漆水河干流大北沟口以上流域设计洪水为羊毛湾水库下泄与羊毛湾水库大北沟口区间洪水叠加而成。

漆水河干流大北沟口以上流域设计洪水按同频率组合存在两种情况，鉴于两过程错峰历时相差12 h，区间洪水过程为11.1 h，且先于羊毛湾水库下泄过程到达设计断面，因此，将两过程同频率叠加不会对成果带来较大偏差，本次将两过程同频率错峰叠加，计算大北沟口以上漆水河干流5%洪水过程，其洪峰流量为360 m3/s。

2.3.4 大北沟设计洪水

（1）大北沟水库设计洪水、下泄过程

大北沟水库为大北沟上最末一级水库，控制流域面积372 km2。

大北沟无实测水文资料，采用大北沟水库除险加固时的洪水。

大北沟水库泄洪设施为溢洪道，水库的库容曲线、泄流曲线采用除险加固时复核成果，起调水位为汛限水位564.0 m。

经调洪计算，可得大北沟水库5%洪水的下泄过程，下泄洪水的最大流量为154 m3/s。

（2）大北沟水库坝址～大北沟口区间洪水

大北沟水库～大北沟口区间面积110 km2，按面积比拟法计算大北沟水库～大北沟口区间5%洪水洪峰流量为295 m3/s。洪量为317×104m3(洪峰流量面积比指数为0.67，洪量为1)，根据五点概化得设计洪水过程。

（3）大北沟口洪水

大北沟洪水为大北沟水库下泄与大北沟水库～大北沟口区间洪水叠加而成。

大北沟口以上流域设计洪水按同频率组合存在两种情况，错峰历时相差2 h，本次简化计算，将洪峰两过程同频率错峰叠加，计算大北沟口以上漆水河干流5%洪水过程，其洪峰流量为302 m3/s。

2.3.5 漆水河干流大北沟口洪水

羊毛湾水库洪水汇流历时8 h，水库调洪滞洪历时3 h，坝址距大北沟口36 km，洪水传播历时3.5 h，洪水历时14.5 h。

大北沟洪水历时由大北沟水库～大北沟口区间洪水历时决定，大北沟口以上大北沟受上游水库影响汇流历时为2.6 h。

漆水河干流大北沟口以上洪水滞后大北沟洪水12 h。

两河设计洪水按同频率组合存在两种情况，考虑两河洪水均受水库影响，将两河洪水同频率叠加不会给漆水河干流大北沟口洪水带来较大偏差，因此本次采用同频率错峰叠加，得到大北沟汇入漆水河口后的设计洪水洪峰流量为656 m3/s。

2.3.6 韦水设计洪水

根据韦水调查洪水知，韦水调查到1954年、1901年、1933年、1925年四场调查洪水，洪峰流量分别为978、701、535、250 m3/s。经分析1954、1901、1933、1925年洪水重现期分别为110、55、37、28年。本次韦水河20年一遇洪峰流量取250 m3/s。

2.3.7 防洪工程设计洪水

防洪工程始端设计洪水为漆水河干流大北沟口洪水与韦水河洪水叠加，结合防洪工程断面天然洪水分析，韦水河20年一遇洪峰流量取250 m3/s，经计算，工程区始端20年一遇洪峰流量为910 m3/s。

2.3.8 设计洪水成果采用

工程区上游末端与杨凌区正在施工的杨村乡、李台乡段防洪治理工程衔接，杨凌区段洪水计算最终采用的是洪水调查推算成果，为了上下游防洪工程的衔接，本次洪水计算成果也采用洪水调查推算成果。

依据调查洪水成果，考虑漆水河流域好畤河站并结合邻近千河千阳站洪峰流量统计参数分析，计算得到工程区始端设计洪水成果见表5。

3 结语

漆水河水文资料比较全面，但由于漆水河干流修建水库较多，给河段治理洪水分析造成一定困难。本文通过同频率地区组成法及调查洪水法对漆水河入渭口段洪水进行分析计算，最终将该治理段洪水计算成果与上游工程的计算成果对比，得出与上游工程的洪水计算成果较为接近，说明该段洪水计算采用的方法合理，计算成果可靠，推荐以本次计算的设计洪水作为最终成果，即工程区10年一遇洪水洪峰流量为385 m3/s，20年一遇洪水洪峰流量为710 m3/s。

[1]韩晓荣.杨凌区漆水河杨村乡、李台乡段防洪治理工程初步设计报告[R]，陕西省水利水电勘测设计研究院，2013．

TU998.4

B

1673-9000（2017）02-0078-03

2017-02-21

冯碧娜（1988-），女，陕西西安人，助理工程师，主要从事水利工程设计工作。