洛湛線大車堡圭江沿江水文分析及計算

　　摘要:該文介紹了洛湛線圭江沿江段黃泥河河口、高車河河口設(shè)計洪水位的分析計算過程，可供類似工程參考。
　　關(guān)鍵詞:洛湛線 圭江 沿江水文
　　中圖分類號:P64 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)04(a)-0000-00
　　
　　洛（陽）湛（江）線DYK530+800～DYK537+000段在廣西北流市圭江(北流河)左岸與河流逆向行進，段內(nèi)嶺腳村特大橋、沙浪特大橋、民樂河特大橋分別跨越黃泥河、山圍河、民樂河三條河流，山圍河、民樂河匯合后又稱高車河，黃泥河、高車河均匯入圭江(見圖1)，受圭江倒灌影響，因此進行圭江沿江水文工點水文分析及計算，推算出各河流匯入圭江河口處的設(shè)計洪水位，用于推算以上3座橋梁的倒灌水位。
　　
　　
　　
　　1 流域概況
　　北流河位于廣西東南部，是珠江流域西江水系的一條一級支流，在容縣縣城以上稱為北流河，下游稱繡江，北流市境內(nèi)河段稱為圭江。圭江是北流市境內(nèi)最大的河流，流域控制集雨面積1646.9 km2。
　　山圍河、民樂河均為圭江的主要支流。山圍河發(fā)源于大容山的蔡扇嶺，流域面積為79.6km2，在大里村匯入高車河；民樂河發(fā)源于大容山的望軍山，至出口流域面積261.3 km2，在大里村與山圍河匯合后又稱高車河。高車河在北流市民安鎮(zhèn)大車堡村自左側(cè)匯入圭江。
　　本工點上游約10.5km有北流圭江水利樞紐，控制集雨面積1108km2，上游約43km有圭江石碗嘴水文站，控制集雨面積273km2；下游約27km有繡江容縣水文站，控制集雨面積2831km2。本工點Ⅰ-Ⅰ水文斷面控制集雨面積為1444.15km2。
　　
　　2 水文勘測及分析計算
　　2.1 形態(tài)勘測法
　　本次水文勘測沿圭江大車堡村附近河段調(diào)查到1985、1995年兩個年代洪水位共27個，其中1985年洪水位點19個，1995年洪水位點8個。當?shù)鼐用駥?985年洪水印象深刻，且多處調(diào)查點均留有明顯水印或刻記，因此1985年洪水位是較可靠的。沿河段共實測一個水文斷面(Ⅰ-Ⅰ)，沿河段共測量水面坡2.1km。
　　根據(jù)被調(diào)查者的年紀及洪水發(fā)生年代，在本工點河段，確定1985年洪水相當于50年一遇， 1995年洪水相當于20年一遇。利用可靠洪水位點及實測水面高程計算歷史洪水及測時水面坡：
　　i1985=0.0007289
　　i1995=0.0007649
　　i測時=0.0003025
　　根據(jù)以上水面坡進行水文三要素計算。Ⅰ-Ⅰ水文斷面位于高車河河口下游325m、黃泥河河口下游85m，按已計算的相應(yīng)歷史洪水坡度推算得Ⅰ-Ⅰ水文斷面各年代洪水位高程為：
　　H1985=86.64m
　　H1995=85.60m
　　取邊灘糙率1/n=12、主槽糙率1/n=31，分別采用相應(yīng)歷史洪水水面坡計算得Ⅰ-Ⅰ水文斷面處兩個洪水年代的相應(yīng)流量為：
　　Q1985=3198.70m3/s
　　Q1995=2698.20m3/s
　　如前所述，各年代洪水重現(xiàn)期為T1985=50年，T1995=20年。
　　由Q50/Q20=Q1985/Q1995=1.19 查《橋渡水文》附表6—10得：CV=0.43。
　　與圭江水利樞紐Cv=0.45及容縣水文站Cv=0.5值較吻合，取CV=0.5。
　　由CV=0.5，T1=300，T2=50查《橋渡水文》附表6—11表得：XT1/T2=1.32
　　則 Q0.333%=1.32×3198.70=4222.28m3/s
　　由CV=0.5，T1=100，T2=50查《橋渡水文》附表6—11表得：XT1/T2=1.14
　　則 Q1%=1.14×3198.70=3646.52m3/s
　　Q2%= Q1985=3198.70m3/s
　　根據(jù)Q0.333%=4222.28m3/s 、Q1%=3646.52m3/s、Q2%=3198.70m3/s在點繪出的H～Q、H～V曲線求得Ⅰ-Ⅰ水文斷面三要素為：
　　Q0.333%=4222.28m3/s H0.333%=88.24m V0.333%=3.78m/s
　　Q1%=3646.52m3/s H1%=87.37m V1%=3.59m/s
　　Q2%=3198.70m3/s H2%=86.64m V2%=3.42m/s
　　2.2 流域面積比擬法
　　⑴圭江水利樞紐設(shè)計流量推算
　　本工點上游有圭江水利樞紐，控制集雨面積1108km2，廣西玉林市水電勘測設(shè)計院在其設(shè)計成果資料《廣西北流市城區(qū)防洪排澇規(guī)劃報告》中采用了三種方法來推算圭江水利樞紐壩址的設(shè)計流量：
　　①根據(jù)水文站或雨量站的最大24小時雨量推算
　　根據(jù)本流域附近的五個水文站或雨量站(石碗嘴水文站、容縣水文站、北流市氣象站及分水水庫雨量站)的最大24小時雨量，求得流域平均設(shè)計面雨量來計算各設(shè)計頻率流量，結(jié)果如下：
　　頻率P(%)12
　　設(shè)計流量Qp(m3/s)29912648
　　②以石碗嘴水文站觀測系列資料推算
　　以石碗嘴水文站1966～1990年觀測系列資料為參證，以石碗嘴水文站和圭江水利樞紐壩址之間集雨面積比之n(n=0.65)次方來推求圭江水利樞紐壩址處的各設(shè)計頻率設(shè)計流量，結(jié)果如下表：
　　頻率P(%)12
　　設(shè)計流量Qp(m3/s)27552433
　　
　　③考慮歷史大洪水資料推算
　　在以上第2種方法的基礎(chǔ)上加入歷史洪水資料，在1915～1990年共N=76年中有1915年第一大歷史洪水，并將1981年第二大洪水抽出來作為歷史洪水，來推求圭江水利樞紐壩址處各設(shè)計頻率流量，結(jié)果如下表：
　　頻率P(%)12
　　設(shè)計流量Qp(m3/s)27102393
　　經(jīng)比較可以看出，以上三種方法計算的設(shè)計洪流量結(jié)果相差不大，可以互為印證，說明所用的計算資料可靠，采用的計算方法正確，成果合理。本次水文分析，利用容縣水文站1952～1998年共47年洪峰流量觀測資料，抽出其中的1995年，加上1856、1915兩年調(diào)查歷史洪水洪峰流量作為特大洪水，其余觀測資料作為一般洪水，形成不連續(xù)系列進行分析得容縣水文站Cv=0.50，Cs=3.5Cv，與以上3種方法分析的Cv、Cs相一致，因此圭江水利樞紐壩址至容縣水文站河段可采z6Y1d3aVNF/yYZa4+nMAfpnrJqb04yYC34D/aGvkNEA=用Cv=0.50，Cs=3.5Cv。圭江水利樞紐壩址處各頻率設(shè)計流量采用如下表：
　　圭江水利樞紐壩址采用設(shè)計流量結(jié)果表
　　頻率P(%)12
　　設(shè)計流量Qp(m3/s)29912648
　　⑵Ⅰ-Ⅰ水文斷面設(shè)計流量推算
　　利用以上圭江水利樞紐壩址處設(shè)計流量按流域面積比擬法推算本工點Ⅰ-Ⅰ水文斷面各頻率設(shè)計流量，結(jié)果如下表：
　　
　　3 計算成果分析
　　Ⅰ-Ⅰ水文斷面控制匯水面積F=1444.15