商南县水沟村等3个移民安置区设计洪水分析

胡辉，陈泽锋

（商南县十里坪镇农业综合服务站，陕西商洛726306）

1 移民安置区概况

商南县水沟村移民安置点位于水沟镇水沟村，预计安置群众288户，1 094人。青山村安置点位于青山镇青山村，预计安置群众150户，570人。上河安置点位于城关镇东岗城关镇东岗村上河村，预计安置群众150户，570人。根据中华人民共和国《防洪标准》（GB50201-94）规定，以乡村为主的防护区，应根据其人口或耕地面积确定其等别和防洪标准。3个安置点防护区总人口均小于20万人，耕地面积均不足30万亩，依据《防洪标准》中表3.0.1的规定，3个安置点防护区的等级为Ⅳ级，防洪标准（重现期）20～10年。本次进行的3个安置点防洪评价，防洪标准（重现期）采用20年。

2 河道特性及演变趋势分析

2.1 移民安置区涉及河流及特征

商南县水沟村、青山村、东岗村上河安置点涉及的河流分别为耀岭河、县河、青山河和纸坊沟、油坊沟。耀岭河发源于水沟镇烂泥湖一带，为丹江一级支流，由西向东流经千家坪村、八里坡村、太白村，经耀岭河村汇入丹江，河流全长40.3 km，集水面积112.8 km2，比降19.3‰，河宽15～120 m，常年水流不断，常流量为0.38 m3/s。耀岭河上游植被覆盖较好，河水平水期清澈见底，洪水期泥沙含量也较小，最大含沙量41.8 kg/m3。南北向沟谷有撞子沟、梁子沟。

县河发源于商南县城关镇北部秦岭南麓，自北向南流经商南县城关镇、过风楼镇，于过风楼镇县河口村汇入丹江，流域面积272 km2，河长46.0 km，河床平均比降17.4‰。多年平均径流量5 450万m3。

青山河为县河上的一条支流，于商南县城关镇石门村汇入县河，流域面积23.6 km2，河长8.6 km，平均比降25.6‰。纸坊沟为青山河上的一个支沟，流域面积0.77 km2，河长3.2 km，平均比降31.3‰。油坊沟为青山河上的一个支沟，流域面积2.15 km2，河长2.2 km，平均比降54.5‰。各条河流水文特性见表1。

表1 各评价河段水文特征数据表

2.2 河道演变分析

2.2.1 河道历史演变概况

根据历年资料分析，耀岭河、县河、青山河及其支沟，在历次洪水中，河道主槽主要在山脚间摆动，河床相对稳定。受不均匀降雨、洪水和水土流失影响，河道存在局部冲刷和淤积现象，但对整个河槽未产生较大影响。受地质构造制约，河势基本稳定，河道变迁摆动很小。当地河道历史上一直处于相对稳定状态，河道演变规律是涨冲落淤，即洪水期间涨水段流速增大，河床冲刷，落水段流速减小，河床回淤。

2.2.2 河道近期演变分析

（1）河道平面变化分析。根据调查成果和历史资料分析，工程项目区所在河流为丹江及支流县河和其支沟，河流性状基本接近。河道河床有一定冲淤变化规律，通常是小水时候河床横向变化较大，大水的时候河床横向相对保持走向不变。工程项目区所在河流经过长期的自然运行和冲淤，河岸平面位置趋于稳定，高水部分河岸基本无横向摆动现象。经过现场调查，并走访当地村民，综合分析得知：当地河道河床未发生过横向变化。

（2）河道纵向变化分析。项目区所涉及的河流为丹江和县河支流、支沟，流域面积不大，河床比降不均匀，每遭遇大洪水时，河床比降大的河段流速较大，河道冲刷较频繁，河床比降小的河段流速较小，河道形成淤积。总体分析该河段河床有冲有淤，略有下切。

（3）河道演变趋势分析。从以上分析中可以看出，各支流、支沟总的变化趋势是相对稳定，略有下切。受山区地形限制，加之右岸堤防工程的控制，河段平面变化趋势基本稳定，不会发生大的变迁。从长远看，当地河道的变化趋势将保持相对稳定，缓慢下切的态势。

3 设计洪水分析

3.1 参评站确定及洪峰分析

3个移民安置区均无水文站，距离较近的有丹凤、武关、荆紫关水文站，但丹凤水文站位于丹江干流，流域特征相差较大，武关水文站在丹江支流武关河上，荆紫关水文站在丹江下游，距离项目区较近，流域特征相似，两站具有完整的实测水文资料系列，所以以武关水文站、荆紫关水文站为参证站，进行移民安置点设计洪水分析计算。根据陕西省水文局《关于印发陕西省水文站洪峰流量频率计算成果的通知》，武关水文站20年一遇设计洪峰流量为1 290 m3/s。根据荆紫关水文站1959-2009年的实测洪水系列，加入调查历史洪水资料，组成不连续的洪水系列，进行分析计算，求得的荆紫关水文站20年一遇设计洪峰流量为6 310 m3/s。

3.2 设计洪水计算

根据水文计算方法，现采用水文比拟法、汇水面积法和综合参数法进行设计洪水计算。设计洪水计算以武关水文站作为参证站，确定武关、荆紫关水文站设计洪峰流量，根据武关、荆紫关水文站设计洪峰流量采用水文比拟法，同时采用汇水面积相关法、综合参数法分别计算项目所在区域的设计洪峰流量。

3.2.1 水文比拟法

计算公式为：

式中：Qm设、Qm参——分别为设计站和参证站洪峰流量（m3/s）；

A设、A参——分别为设计站和参证站集水面积（km2）；

n——指数（取值为0.667）。

以武关水文站为参证站，采用比拟法计算3个安置点附近河段20年一遇设计洪峰流量，成果见表2。

表2 水文比拟法洪水计算成果表

3.2.2 汇水面积相关法设计洪水计算

汇水面积相关法适用于流域面积在10～1 000 km2面积范围以内的流域。结合《商洛地区实用水文手册》表6-7和表6-8分析的不同分区参数、指数，根据需要选用，本次洪水计算位于丹江下游分区，各项参数见表3。依据《商洛地区实用水文手册》提供的汇水面积相关法的相关参数，应用下列公式计算：

式中：QP——设计频率P的洪峰流量（m3/s）；

F——设计流域面积（km2）；

KP、n——设计频率为P的经验参数。

洪峰流量计算成果见表3。

表3 汇水面积相关法洪水计算成果表

3.2.3 综合参数法设计洪水计算

综合参数法适用于流域面积在10～1 000 km2面积范围以内的流域。结合《商洛地区实用水文手册》表6-7和表6-8分析的不同分区参数、指数，根据需要选用，本次洪水计算位于丹江下游分区，各项参数见表4。依据《商洛地区实用水文手册》提供的综合参数法的相关参数，应用下列公式计算：

式中：QP——设计频率P的洪峰流量（m3/s）；

F——设计流域面积；

J——主河道平均比降；

HP——设计频率为P的6 h暴雨量（mm）；

KP——经验参数；

n、α、β——经验指数。

计算成果见表4。

表4 综合参数法洪水计算成果表

3.3 项目区设计洪峰流量采用值

经综合比较分析，从安全的角度出发，认为综合参数法计算的结果更接近实际，所以水沟、上河、青山两个断面采用综合参数法的计算结果；纸坊沟、油坊沟处以汇水面积法计算结果。

4 结语

多年来，商南县个别村庄多处地面下沉裂缝、房屋墙体开裂，对村民群众的生命财产安全构成巨大威胁。商南县移民安置项目既是保障地质灾害区人民群众生命财产安全的需要，也是建设社会主义新农村的需要，更是构建社会主义和谐社会的需要。为了保障移民安置区科学建设，防洪安全和保障内容，确定防洪标准为20年一遇。经过水文比拟法、汇水面积相关法、综合参数法计算项目所在区域的设计洪峰流量，并对各种方法计算的结果进行比较分析，提出耀岭河水沟安置点20年一遇洪峰流量为366.43 m3/s，上河县河安置点20年一遇洪峰流量为360.14 m3/s，青山青山河20年一遇洪峰流量为165.75 m3/s，支沟纸坊沟洪峰流量24.29 m3/s，油坊沟43.04 m3/s，可供移民安置区防洪工程建设参考。