卡因达水库坝址洪峰流量的计算方法探讨

杨娟娟

（第九师联拓勘测设计研究有限公司，新疆塔城864601）

卡因达水库坝址洪峰流量的计算方法探讨

杨娟娟

（第九师联拓勘测设计研究有限公司，新疆塔城864601）

水库坝址洪峰流量的设计可为水利工程项目提供重要的基础参数支持，基于第九师一六五团抗旱应急水库连通工程项目所涉及的卡因达水库，通过推理公式法和水文比拟法两种方法，对卡因达水库坝址设计洪峰流量进行分析，结合卡因达水库坝址的实际情况，对推理公式中各参数进行详细分析与确定，得出各设计频率下流域设计洪峰流量，同理得到基于水文比拟法的卡因达水库坝址设计洪峰流量，经对比，从暴雨和工程安全的角度，最终选择了推理公式法。

卡因达水库，连通工程，洪峰流量，推理公式法、水文比拟法

第九师一六五团抗旱应急水库连通工程项目涉及团场包括一六五团、一六八团、一六七团，保障范围位于一六五团卡因达水库灌区0.71万亩耕地、乌什水水库灌区的2.21万亩团场基本口粮田。洪峰流量的设计是项目重要的基础内容之一[1-2]，关于洪峰流量设计方面的研究内容较多，方法包括验公式法、推理公式法、地区综合法、综合经验单位线法以及水文模型法等[3-5]，但专门针对卡因达水库坝址方面的洪峰流量设计分析较少，为此，针对卡因达水库的特点，采用推理公式法和水文比拟法进行洪峰流量的设计分析并对比，为卡因达水库的后续研究提供基础参考。

2 推理公式法计算设计洪峰流量

2.1 推理公式法

卡因达河集水面积较小，仅14.6km2，属于小流域洪水计算，故采用《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）中的推理公式。如下：

公式中ψ为洪峰径流系数，分两种情况进行分析计算：

（1）全面汇流时，即tc＞τ时，有：

（2）部分汇流时，即tc＜τ时，有：

式中，Qmp为设计洪峰流量，ψ为洪峰径流系数，τ为汇流时间，tc为净雨历时，n为暴雨衰减系数，F为流域集水面积，Sp为设计雨力，m为汇流系数，μ为净雨历时内平均损失率mm/h；L为河流长度，J为河道平均比降。

2.2 基于卡因达水库坝址的推理公式中各参数的确定

式中各参数的确定，对计算成果有着直接的关系，因此确定各参数时，尽量利用前人所分析的结果，并采用多种方法，分析比较后确定。

在当前中国的大部分高职院校，学生学习英语主要依靠课堂，教师在课堂中的一言一行都会对学生产生影响。因此，培养高职生英语学习的自主性还要主要通过课堂教学来引导。

（1）集水面积F的确定：F为坝址断面以上的汇流面积，在1∶5万地形图上勾绘出分水岭后，量算而得。坝址以上集水面积为14.6 km2。

（2）长度L的确定：L是从坝址起，至分水岭的最长的河流距离。在地形图上量算，坝址以上汇流长度为12.5 km。

（3）平均比降J的确定：J为沿L的河道平均比降。经计算，坝址以上河道平均比降为0.038。

（4）汇流参数m的确定：汇流参数m是反映流域特性的综合性参数，在有实测雨、洪资料和调查的雨洪资料的情况下，可分析计算而得，但卡因达洪水实测调查资料及对应暴雨过程记录较少，因此，本次计算采用《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）中给出的计算公式，计算的θ（θ=L/J1/3）值为37.18，根据工程区的下垫面情况，卡因达河以Ⅲ类情况计，汇流参数m在0.5～0.6之间，由于卡因达河所在流域植被情况良好，本次m值取下限0.5。

（5）雨力Sp采用下式计算：Sp=H24,Ptn-1（t=24 h），H24,P=KH1d,p，其中，H1d,p是根据《新疆可能最大暴雨图集》查到的设计值；H24,P取汇流区内最大24 h降水量设计值；K按《新疆自治区可能最大暴雨图集》中所推荐的值1.13计。

（6）暴雨衰减指数n值的确定：新疆地域辽阔，地形复杂，暴雨衰减指数n值变幅较大，为合理起见，本地段暴雨衰减指数采用《新疆自治区可能最大暴雨图集》所控制的1小时、24小时的暴雨均值、Cv值、Cs/Cv值、计算设计值，采用《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）中给出的公式，即式（5），计算得n值见表1：

表1 暴雨衰减指数n值统计表

由表1看出，n值是随频率变化的，但考虑到实测暴雨的分布情况及工程安全，本次暴雨衰减指数n值取0.683。

（7）净雨历时平均损失率μ的确定

表2 各类土壤损失参数R,r1值

表3 μ值计算成果统计表

B、采用公式μ=（1-n）n（n/（1-n））（s/han）1/（1-n）计算，式中的n、s同推理公式一样，ha为设计净雨量，设计净雨量由设计暴雨量乘以暴雨洪峰径流系数求得，暴雨洪峰径流系数由《中小流域设计暴雨洪水图集》研究成果和流域下垫面、暴雨情况，又有新疆《中小流域设计暴雨洪水图集》研究结果：暴雨洪峰径流系数在0.24～0.5之间。确定本区洪峰径流系数为0.25。

综合分析上述，影响μ值的因素，主要是卡因达河下垫面土壤、植被情况，据此确定本地区净雨历时平均损失率μ值。分两种方法计算，采用两者的均值，确定μ值的。以上计算结果，经分析均在新疆塔额盆地净雨历时平均损失率μ值的变化范围之内，能满足本阶段要求。

2.3 卡因达水库坝址的推理公式法计算结果

依据上述公式和各参数，经计算，得出各设计频率下流域设计洪峰流量，结果见表4：

表4 设计洪峰流量计算成果表单位：m3/s

3 基于卡因达水库坝址的水文比拟法及成果

水文比拟法是无资料地区流域移植水文相似区流域实测水文特征的常用方法。当设计断面缺乏实测水文资料，但其上下游或水文相似区有实测水文资料的站点可以选择作为参证站，进行水库坝址处设计洪峰流量成果的推求。离卡因达水库最近的站点乌什水站有1958～1983年最大洪峰流量资料，新疆水文局在《额敏河流域综合规划》中，已将本站洪峰系列插补延长为1958～2009年，以该站插补延长后连续52年最大洪峰流量系列进行频率分析，频率曲线选用P-Ⅲ型曲线，在适线时，主要考虑理论频率曲线与经验点据拟合较好的原则，进行目估适线，乌什水水文站设计洪峰流量统计参数及计算成果见表5。

表5 乌什水站设计洪峰成果表单位：m3/s

采用水文比拟法进行水库坝址设计洪峰流量计算，计算公式如下：

式中：Q1、Q2分别为设计断面、参证站断面的设计洪峰流量（m3/s）；F1、F2分别为设计断面、参证站断面的集水面积（km2）；分别为21.5 km2、707 km2；n值为面积比拟系数，对于大中型河流，n值一般为0.5～0.7之间，对于较小河流n值一般大于0.7，因卡因达河没有实测洪峰流量，根据附近流域已有的成果，并结合流域实际情况取0.8，从而计算出洪峰折算系数为0.04；

由该公式及卡琅古尔站设计洪峰流量成果，计算得到卡因达水库坝址设计洪峰流量，详见表6：

表6 卡因达水库坝址处设计洪峰流量成果表单位：m3/s

4 成果的选择

卡因达水库坝址设计洪峰流量计算采用了两种方法，分别为推理公式法和水文比拟法进行分析。从分析得出的数据看，推理公式法计算结果与水文比拟法计算结果比较接近,推理公式法计算结果略大。

卡因达河集水面积较小，仅14.6 km2，属于小流域洪水计算，推理公式法是《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）中的推荐的计算小流域洪水公式，并且对所用的一六七团气象站最大一日降雨资料的可靠性、一致性、代表性、进行充分论证，同时结合工程所在地区的实际情况得出的设计洪水计算结果，具有较强的可靠性。

卡因达河发源于吾日可下亦山，而沙拉依灭勒河则发源于塔尔巴哈台山南坡，两河地理位置十分接近，洪水成因相似，洪水发生时间也具有较高的相似性，但沙拉依灭勒河上乌什水水文站与卡因达水库坝址以上集水面积相差太大，虽对主要参数进行修正，但是修正系数仅参考临近流域已有成果，其计算结果有一定的可靠性和参考性。

因卡因达河洪水主要成因来源于暴雨，且从工程安全的角度考虑，卡因达水库坝址处设计洪峰流量计算成果采用推理公式法的计算结果。

5 结语

推求中小流域设计洪峰流量一直是设计中小流域水利工程中的一个难点，该文运用推理公式法和水文比拟法对卡因达水库坝址处设计洪峰流量进行了对比分析，从分析得出的数据看，推理公式法计算结果与水文比拟法计算结果比较接近,推理公式法计算结果略大。最终，从暴雨和工程安全的角度考虑，选择了推理公式法作为卡因达水库坝址处设计洪峰流量的计算方法。

[1]石浩,董磊,邓智予.水文比拟法计算设计洪峰流量时产汇流条件差异修正探讨[J].陕西水利,2016,(6).123-124

[2]李仲明.无资料地区流域设计洪峰流量分析计算[J].陕西水利,2016, (2).177-178

[3]茹树青.中小河流河道治理工程设计洪峰流量计算方法的分析[J].水利技术监督,2014,(2):36-38.

[4]康静静.浅析无资料地区河道洪峰流量推求[J].陕西水利,2014,(5):1-3.

[5]周京武.无资料区设计洪峰流量计算方法适用分析—以新疆铁门关市防洪工程为例[J].水利科技与经济,2014,20(5):47-48.

Discussion on the Calculation Method of Kainda Reservoir Dam Peak Flow

Yang Juanjuan
（Ninth Division,Lian TuoInvestigation&Design Research Co.,Ltd Tacheng864601,Xinjiang）

The design of flood peak flow in reservoir dam can provide important basic parameters for water conservancy project,Based on the ninth division of a 165 groups of drought emergency reservoir connectivity project involved in the Kainda Reservoir,through the method ofreasoningformula and hydrological comparison method,the article analyzes the design of peak flow in the dam site of Kainda reservoir.Combined with the actual situation of the dam site of the Kainda reservoir,the parameters of the reasoning formula are analyzed and determined in detail,the flow peak of the basin design is given at the design frequency,and the peak of the dam site is designed according to the hydrological comparison method.By contrast, consideringthe perspective ofrainstormand engineeringsafety,the final choice ofreasoningformula is be choosed.

Kainda reservoir,the connectivity project,the peak flow,the reasoning formula and the hydrological comparison method

TV122

B

1673-9000（2017）04-0066-03

2

杨娟娟（1984-），女，汉族，陕西西安人，工程师，从事水利工程设计工作。