张凤军
(晋中市水文水资源勘测分站,山西 晋中 030600)
河曲县位于忻州市西北部,地处晋陕蒙三省交界。县川河为黄河一级支流,于旧县乡河畔村禹庙汇入黄河。沿程平均纵坡6.57‰,全长110km,其中河曲县境内51.5km,占总长的46.82%。
县川河流域属亚寒带大陆性气候,根据实测资料统计,多年平均气温9.8℃,1998年1月18日出现极端最低气温-23.7℃,1999年7月24日出现极端最高气温39.9℃。年平均降水量396.4mm,降水主要集中在主汛期,7、8月降水量占全年降水量的52%。
旧县水文站为县川河干流控制站,控制流域面积1562km2,县川河1960—1996年多年平均径流量为1732万m3,其中洪水径流量均值为1494万m3。
县川河河曲段治理段长度21.265km,治理区段为俊家庄村至草家坪村段,治理始端以上控制流域面积786.24km2,治理末端以上控制流域面积1248.99km2,主要有尚峪河支流汇入。除尚峪河外,汇入该段大于5km2的支沟有5条,由于5条沟总控制面积只有57.48km2,占治理段总控制流域面积的4.6%,因此可忽略该支沟产、汇流对治理段洪水的影响[1]。
本次水文比拟法参证旧县水文站设计洪水成果,本次设计采用1958年调查洪水为特大洪水,洪峰流量为2840m3/s,重现期定为146年。
本次计算参照采用山西省水利厅2010年12月出版的《山西省水文计算手册》(以下简称《手册》)进行计算[2]。
根据1∶5万地形图量测及《山西省水文计算手册》有关方法计算,治理段末端草家坪以上流域控制面积F=1248.99km2,流域下垫面产流地类,由黄土丘陵阶地、黄土丘陵沟壑、灰岩灌丛山地组成。黄土丘陵阶地127.42km2、黄土丘陵沟壑1008.97km2、灰岩灌丛山地112.6km2。流域主河道长度L=73.63km,流域平均宽度B=16.96km,纵坡J=6.8‰,流域特征值θ=6.54。
尚峪沟汇入后流域控制面积F=1179.96km2,流域下垫面产流地类,由黄土丘陵阶地、黄土丘陵沟壑、灰岩灌丛山地组成。黄土丘陵阶地127.42km2、黄土丘陵沟壑939.94km2、灰岩灌丛山地112.6km2。流域主河道长度L=63.43km,流域平均宽度B=18.6km,纵坡J=6.8‰,流域特征值θ=5.71。
尚峪沟汇入前流域控制面积F=849.96km2,流域下垫面产流地类,由黄土丘陵阶地、黄土丘陵沟壑、灰岩灌丛山地组成。黄土丘陵阶地127.42km2、黄土丘陵沟壑631.44km2、灰岩灌丛山地91.10km2。流域主河道长度L=63.43km,流域平均宽度B=13.40km,纵坡J=6.8‰,流域特征值θ=5.41。
工程治理段始端俊家庄以上流域控制面积F=786.24km2,流域下垫面产流地类,由黄土丘陵阶地、黄土丘陵沟壑、灰岩灌丛山地组成。黄土丘陵阶地127.42km2、黄土丘陵沟壑567.72km2、灰岩灌丛山地91.10km2。流域主河道长度L=54.30km,流域平均宽度B=14.48km,纵坡J=6.8‰,流域特征值θ=5.41。
3.2.1 治理段末端草家坪村以上流域,设计频率为10%的设计暴雨[3]
(1)不同历时定点暴雨参数
流域面积F=1248.99km2,参照《手册》表6.1.1的选点原则,本工程选取五个定点,不同历时定点暴雨参数见表1。
表1 不同历时定点暴雨参数
(2)设计暴雨参数
流域位于水文分区西区,不同频率不同历时设计点雨量、折减系数、设计面雨量及暴雨参数见表2。
表2 不同频率设计暴雨参数
3.2.2 尚峪沟汇入后流域设计频率为10%的设计暴雨
(1)不同历时定点暴雨参数
流域面积F=1179.96km2,参照《手册》表6.1.1的选点原则,本工程选取五个定点,不同历时定点暴雨参数见表3。
表3 不同历时定点暴雨参数
(2)设计暴雨参数
流域位于水文分区西区,不同频率不同历时设计点雨量、折减系数、设计面雨量及暴雨参数见表4。
表4 不同频率设计暴雨参数
3.2.3 尚峪河汇入前流域设计频率为10%的设计暴雨
(1)不同历时定点暴雨参数
流域面积F=849.96km2,参照《手册》表6.1.1的选点原则,本工程选取四个定点,不同历时定点暴雨参数见表5。
表5 不同历时定点暴雨参数
(2)设计暴雨参数
流域位于水文分区西区,不同频率不同历时设计点雨量、折减系数、设计面雨量及暴雨参数见表6。
表6 不同频率设计暴雨参数
3.2.4 治理段始端俊家庄以上流域设计频率为10%的设计暴雨
(1)不同历时定点暴雨参数
流域面积F=786.24km2,参照《手册》表6.1.1的选点原则,本工程选取四个定点,不同历时定点暴雨参数见表7。
表7 不同历时定点暴雨参数
(2)设计暴雨参数
流域位于水文分区西区,不同频率不同历时设计点雨量、折减系数、设计面雨量及暴雨三参数见表8。
表8 不同频率设计暴雨参数
采用水文比拟法结果可知,尚峪河汇入前控制流域面积849.96km2,治理始端俊家庄以上控制流域面积786.24km2,区间流域面积63.72km2,两个断面计算设计流量分别为475.2m3/s、457.9m3/s,相差不大;尚峪河汇入后控制流域面积1179.96km2,治理末端草家坪以上控制流域面积1248.99km2,区间流域面积69.03km2,两个断面计算设计流量分别为548.2m3/s、561.3m3/s,相差不大[4-5]。
综合考虑,本次治理段设计洪峰流量为:俊家庄至尚峪河汇入口10年一遇洪峰流量为475.2m3/s,尚峪河汇入口至草家坪10年一遇洪峰流量为561.3m3/s。