南湖水庫設計洪水分析

房有國，李月媚

(齊齊哈爾水文局，黑龍江齊齊哈爾 161005)

南湖水庫設計洪水分析

房有國，李月媚

(齊齊哈爾水文局，黑龍江齊齊哈爾 161005)

對有關地區沒有水文資料和相關方面的水文模型研究成果，采用相鄰地區設計洪水計算方法，推求其設計洪水。文章以齊齊哈爾市南湖水庫為例推求其設計洪水，基本滿足工程設計要求。

設計洪水;年徑流;洪峰;洪量;過程線

設計洪水是指符合工程設計中防洪標準要求的洪水，當地可能出現的洪水。即防洪規劃和防洪工程預計設防的最大洪水。設計洪水的內容包括設計洪峰、不同時段的設計洪量、設計洪水過程線、設計洪水的地區組成和分期設計洪水等。目前常用的方法有：直接法、間接法、地區綜合法等下面就以齊齊哈爾南湖水庫為例推求設計洪水。

1 流域概況

南湖水庫位于齊齊哈爾市市區以南25 km，濱洲鐵路橋以北，昂昂溪區榆樹屯鎮境內，南湖水庫是一座平原水庫，沒有明顯的自然溝道。水庫匯集齊市江東澇區大民排干、鐵鋒區水師排干及部分市區面積約330 km2的天然來水，通過南湖水庫調洪后，沿南湖出口排干泄至特勒溝子等泡群。南湖水庫是一座以防洪、灌溉為主，兼顧排水承泄、養魚等綜合利用的引水式平原性中型水庫。

2 氣象水文

流域氣候屬中溫帶大陸性季風氣候，春季干旱風大，夏季溫熱多雨，秋季降溫急驟，冬季漫長寒冷。多年平均氣溫2.1℃，夏季最高氣溫41.5℃，冬天最低度氣溫-39℃。本區多年平均降水量411 mm，年最大降水量807.5 mm，最小降水量227 mm。降水多集中在6～9月，占全年降水量70%以上，大雨和暴雨多集中在7～8月。本區多年平均蒸發量932.4 mm(E601)，為降水量2倍。多年平均徑流深20 mm，多年平均風速5.3 m/s，最大風速28 m/s。

3 徑流

南湖水庫位于松嫩平原產流低值區，無實測徑流資料，年徑流由1996年編《黑龍江省水文圖集》確定水庫多年平均徑流深R0=20 mm，變差系數Cv=1.0，Cs/Cv=2.0。按水文圖集提供的方法計算本流域年徑流及洪水成果。多年平均徑流量Wo為660萬m3，P=75%的年徑流量為Wp為191.4萬m3。設計洪峰流量Q5%為43.6 m3/s，校核洪峰流量Q0.5%為94.9 m3/s。

表1 南湖水庫年徑流成果表

水庫位于4區，由水文圖集查得各月分配百分數，保證率75%年徑流計算結果見表2。

表2 南湖水庫各月徑流(P=75%)分配計算表

4 設計洪水

本地區屬于平原區，又是人工排水渠系密布的地區，因此不能直接采用水文圖集中的山區洪水參數成果計算設計洪水，應根據本地區排水系統的工程配套情況，采用暴雨途徑推算設計洪水。考慮到本地區沒有相關方面的水文模型研究成果，故本次暫采用相鄰的大慶地區設計洪水計算方法，推求南湖水庫的設計洪水。

4.1 大慶地區設計洪水計算簡介

該區僅有太陽升水文站一處，控制大青崗堿溝450 km2，始建于1966年，于1979年停測。1966年進行安達閉流區規劃時，做了大量的洪水調查工作，獲得了532個洪痕，并作了分析。1983年大慶乙烯廠排污設計時，沿用安達閉流區成果，僅對洪量做了修改。1983年大慶乙烯廠設計時，又考慮安肇新河以西的大慶地區，泡沼較多，可以局部閉流，故采用成果見表3。

表3 安達閉流區設計洪量成果表 mm

設計洪水過程采用安達閉流區規劃成果：

式中：T漲為漲水歷時，d;F為集水面積，km2。

4.2 讓胡路以上烏雙區間設計洪水

由于本區間缺乏徑流資料，所以本次仍以1966年各泡子洪水調查資料為基礎，加入1987年、1988年各滯洪區還原資料，用徑流深進行頻率分析。適線結果得出平原區一次洪量徑流深均值為11.4 mm，Cv=1.6，Cs=2Cv。所以R20%=18.4 mm，R10%=32.1 mm，R5%=47.8 mm，R0.5%=104 mm。

4.2.1 洪水過程線漲水歷時

4.2.2 洪水過程線總歷時

根據概化過程線漲水歷時與總歷時關系求得：

4.2.3 洪峰流量計算

根據概化過程線的縱坐標及漲水歷時公式推算出以下洪峰流量公式：

式中：Qmp為設計洪峰流量，m3/s;Wp為設計洪水總量，106m3;T漲為漲水歷時，d。

又由：

式中：F為集水面積;Rp為設計徑流深。

則上式可以改寫為：

式中：Qmp為設計洪峰流量，m3/s;Rp為次洪水徑流深，mm;F為集水面積，km2。

4.2.4 設計洪水概化過程線

按以下公式計算洪水過程線，其中Qt為時段洪峰均值。見表4。

表4 大慶地區設計洪水概化線表

4.3 南湖水庫設計洪水

根據以上公式計算南湖水庫設計洪水，成果見表5;洪水過程按大慶地區概化線進行放大，過程線見表6。

表5 南湖水庫洪峰、洪量成果表

表6 南湖水庫設計洪水過程線計算表

5 結束語

如果工程所在地的洪水流量和雨量資料均短缺，可在自然地理條件相似的地區，對有資料流域的洪水流量、雨量和歷史洪水資料進行分析和綜合，繪制成各種重現期的洪峰流量、雨量、產流參數和匯流參數等值線圖，或將這些參數與流域自然地理特征建立經驗關系，然后借助這些圖表和經驗關系推算設計地點的設計洪水。

［1］華東水利學院.水工設計手冊：第二卷［M］.北京：水利電力出版社，1989.

［2］劉光文.水文分析與計算［M］.北京：水利電力出版社，1989.

TV122

B

1007-7596(2011)06-0083-02

2011-04-18

房有國(1977-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師，從事水文測驗工作;李月媚(1963-)，女，黑龍江齊齊哈爾人，技師。