吉林省舒兰市细鳞河干流设计洪水计算

李媛媛，姜岳良

（1.吉林省吉林市水利水电规划院，吉林 吉林市 132011；2.松辽水利委员会水文局（信息中心），吉林 长春 130021）

1 自然地理概况

细鳞河为拉林河一级支流，发源于舒兰市上营乡老爷岭山脉秃老婆顶子山东侧，流经舒兰市上营、小城、舒郊、舒兰、水曲柳等5 个乡镇的全部村屯和平安镇的一部分村屯。细鳞河从南到北纵贯舒兰市中部，状似弯弓，出境后在黑龙江省五常县境内，于左岸汇入拉林河。细鳞河在舒兰市境内流域面积为2 727.0 km2，河长117.8 km，河道坡度为0.12%，山林占境内流域面积的1.9%，坡地占10%，平原河谷占19%。小城镇以上为上游山区，海拔高程在300～1 000 m之间，河谷宽0.2～0.5 km，河道坡陡，水势急，河床为大中卵石，透水性较强，区间山高林茂，树木葱郁，植被良好。小城镇至舒兰市之间为中游丘陵区，海拔高程在220～500 m之间，河谷宽0.5～1.0 km，河底为砂卵石。舒兰市以下为下游平原区，海拔高程在200～220 m 之间，地形开阔，河谷宽2.5～3.5 km，河道弯曲，河底为中沙，低水时有沙滩露出。

细鳞河支流众多，其中，流域面积小于500.0 km2的各级支流15条，100.0～499.0 km2河流3条，20.0～99.9 km2河流12 条，境内最大支流为右岸一级支流霍伦河。霍伦河发源于舒兰市榆树沟乡大秃顶子山东大杠东北侧，于舒兰市平安镇双河村西北汇入细鳞河，流域面积为1 502.0 km2，河道长129.0 km，河道坡度为0.18%。

2 水文基本资料

2.1 测站分布及资料系列

境内细鳞河流域共有2 处水文站，分别为细鳞河干流上的舒兰水文站和支流霍伦河上的平安水文站。舒兰水文站代表范围为霍伦河河口以上的细鳞河干流流域，平安水文站代表范围为霍伦河河口以下的细鳞河流域。两站水文资料系列见表1。

表1 细鳞河流域主要测站水文资料系列年限表

2.2 测站及资料基本情况

2.2.1 舒兰水文站

舒兰水文站位于吉林省舒兰市铁东街道红石村红石屯，松花江流域拉林河水系细鳞河干流上，集水面积为827.0 km2，距离河口69.0 km，1962 年6月建站，使用黄海基面，为细鳞河控制站，省级重要水文站，二类精度站，测洪标准为30 年一遇，主要观测项目有水位、流量、降水等。1995 年1 月，站址上迁120.0 m，改为舒兰（二）站，控制流域面积不变。2006 年1 月，站址再次上迁1.0 km，改为舒兰（三）站，控制流域面积805.0 km2。

此次设计采用舒兰站为主要参证站，为保证资料系列的一致性，将舒兰（三）站2006—2020 年流量系列按面积比还原到舒兰站位置，指数采用拉林河流域大汛洪水综合坡度值0.7。

2.2.2 平安水文站

平安水文站位于吉林省舒兰市平安镇境内，松花江流域拉林河水系霍伦河上，集水面积为1 479.0 km2，距离河口9.0 km。1990 年1 月建站，使用黄海基面，为霍伦河控制站，一般水文站，三类精度站，测洪标准为30 年一遇，主要观测项目有水位、流量、降水等。

平安水文站前身为七里二水文站，位于霍伦河干流七里二村附近，控制流域面积1 382.0 km2，1956 年开始有水位、流量观测资料。1990 年七里二水文站迁移至下游平安镇内，更名为平安水文站，同年开始有观测资料。

此次设计将七里二水文站1956—1989 年流量系列按面积比还原到平安水文站位置，指数采用拉林河流域大汛洪水综合坡度值0.7。

2.2.3 中型水库站

境内细鳞河流域现有3 座中型水库：小城水库位于细鳞河上游右岸一级支流黄粱河上，控制流域面积75.3 km2，水库始建于1966 年，1999 年进行了除险加固初步设计，2003 年除险加固工程主体完工，按50 年一遇洪水设计，200 年一遇洪水校核，总库容为1 420 万m3，正常库容为1 200 万m3；沙河子水库位于细鳞河中游右岸一级支流沙河上，2010 年完成除险加固验收，水库集水面积102.8 km2，按50年一遇洪水设计，1 000年一遇洪水校核，总库容为2 555万m3，正常库容为2 065万m3；新安水库位于细鳞河下游右岸一级支流霍伦河上游，控制流域面积104.7 km2，2010 年完成除险加固并投入使用，按50年一遇洪水设计，1 000年一遇洪水校核，总库容为2 210万m3，正常库容为1 953万m3。

鉴于上述各中型水库控制流域面积较小，不考虑各中型水库对细鳞河干流洪水的影响。

3 洪水计算

3.1 暴雨洪水特性

根据细鳞河流域降雨资料统计分析，一次降雨过程多为1～3 d，一般不超过5 d，而且一场降雨60%～70%的降雨量主要集中在1 d 内。

细鳞河流域的大洪水主要由暴雨造成，每年7，8 月份是洪水的多发季节。中、小暴雨多集中在流域的上游区，大暴雨则可能覆盖整个流域。细鳞河上游为山区性河流，河道比降较大，汇流速度较快，洪水一般陡涨陡落，洪峰持续时间较短，洪水过程一般为1～3 d，峰型多为单峰型。中下游河道比降较小，汇流速度较慢，洪水涨落相对平缓，洪峰持续时间较长，一场洪水过程历时一般为3～5 d，峰型多为单峰型，如遇连续降雨，亦可能出现双峰型。

3.2 历史洪水及重现期

3.2.1 历史洪水

根据《吉林省洪水调查资料》《吉林省场次洪水》等文献记载，吉林市水利局于1964 年10 月对细鳞河流域主要控制站舒兰水文站河段进行了洪水定量调查和访问工作，沿河访问村屯4 个，调查1951 年洪痕点有14 处。根据访问情况分析确定细鳞河洪水顺位为1909 年、1989 年、1951 年，其中1909 年洪水没有定量调查成果，1989 年实测流量为1 000 m3/s，1951 年流量为990 m3/s（较可靠）。

吉林市水文局对霍伦河流域原七里二水文站进行过3 次洪水调查，村民指认1951 年可靠洪痕点5 处，量级为1 540 m3/s，采用水文比拟法，指数采用拉林河流域大汛洪水坡度值0.7，将其转化到平安站，量级为1 614 m3/s。考虑到平安水文站2023 年和1989 年发生大水，量级分别为3 430 m3/s和1 426 m3/s，确定霍伦河洪水顺位为2023 年、1951 年、1989 年。

3.2.2 重现期

由于1909 年洪水量级无法确定，故此次设计将1989 年洪水作为舒兰站自1951 年以来第一位洪水考虑，重现期定为73 年，量级为1 000 m3/s；1951 年洪水按第二位洪水考虑，重现期定为36.5年，量级为990 m3/s。

此次设计将2023 年洪水作为平安站自1951年以来第一位洪水考虑，重现期定为73 年，量级为3 430 m3/s；1951 年洪水按第二位洪水考虑，重现期为36.5 年，量级为1 614 m3/s。

3.3 洪水计算

此次工程洪水计算分为两部分：1）计算工程主要参证站舒兰水文站、平安水文站设计洪水；2）计算工程控制断面设计洪水。

3.3.1 舒兰、平安水文站设计洪水计算

依据舒兰、平安水文站洪水系列和历史洪水调查资料进行频率分析，采用P-Ⅲ型理论频率曲线，用矩法初估流量均值和变差系数Cv值，偏态系数Cs值按变差系数的2.5 倍关系确定，适线时以经验曲线上部大、中洪水经验点据与理论频率曲线配合较好为原则，尽量照顾点群趋势，适线确定舒兰、平安水文站设计洪水参数及设计值。

特大历史洪水公式：

式中：Pm为特大洪水经验频率；M为各项特大洪水的序位，M=1，2，…，a，a为特大洪水项数；N为调查考证期。

实测洪水公式：

式中：P为洪水经验频率；m为洪水的序位；n为洪水系列项数。

式中：为洪峰流量不连续样本的均值；Qj为特大洪水的洪峰流量，j=1，2，…，a；Qi为中小洪水的洪峰流量，i=l+1，l+2，…，n；l为发生在洪水系列中特大洪水的项数。

式中：Ki为特大洪水洪峰流量的模比系数，Ki=Qi/；Kj为中小洪水洪峰流量的模比系数，Kj=Qj/。

舒兰和平安水文站设计洪水成果见表2。

表2 水文站设计洪水成果表

3.3.2 细鳞河干流主要控制断面设计洪水计算

此次设计，指数n采用拉林河流域大汛洪水综合坡度值0.7，细鳞河干流布设6 个断面，霍伦河口以上断面以细鳞河干流主要控制站舒兰站为参证站；霍伦河口以下断面以霍伦河干流主要控制站平安站为参证站，采用水文比拟法，计算各控制断面设计洪水，主要控制断面设计洪水成果见表3。

表3 细鳞河干流主要控制断面设计洪峰流量采用成果表

4 成果合理性分析

以拉林河左岸卡岔河流域的亮甲山水文站、榆树水文站，细鳞河流域的舒兰水文站，霍伦河流域的平安水文站为参证站绘制地区综合图，成果见图1。从图1 可以看出，此次计算的舒兰站和平安站洪峰流量均值上线效果较好，证明此次细鳞河干流计算的设计洪水参数及成果比较合理。

图1 拉林河流域洪峰流量均值～面积地区综合线

5 结语

河道护岸、堤防工程设计对水文的要求主要为设计洪水计算，对于设有水文站的河流，要以自身水文站为主要参证站计算设计洪水；对于没有水文站的河流，要借用邻近流域水文站作为参证站，同时要考虑水文站所在流域与设计流域在气象条件、下垫面条件是否具有相似性。对于水文站洪水计算，首先要考虑到资料系列的可靠性、一致性和代表性，以及资料长度是否满足SL 44—2006《水利水电工程设计洪水计算规范》[1]中洪水系列30年以上的要求；其次，历史洪水调查考证期要清晰，量级确定最好有洪痕佐证。设计洪水计算成果要结合上、下游已建工程，或者邻近流域水文站成果进行合理性分析，证明成果合理可靠，方可为后续设计使用。