安徽省得勝河流域設(shè)計(jì)洪水分析

石正寶

（上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院 上海 200061）

安徽省得勝河流域設(shè)計(jì)洪水分析

石正寶

（上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院 上海 200061）

得勝河流域地處安徽省和縣、含山兩縣境內(nèi)，屬長(zhǎng)江下游左岸水系。本文研究了流域防洪現(xiàn)狀、防洪標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)暴雨以及流域洪水與長(zhǎng)江高水位的遭遇機(jī)會(huì)。通過(guò)產(chǎn)匯流計(jì)算，合理確定了設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)水位、河道堤防斷面。

防洪現(xiàn)狀 防洪標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)洪水

前言

得勝河流域地處安徽省和縣、含山兩縣境內(nèi)，北與滁州河、石跋河相鄰，南與太陽(yáng)河、姥下河接壤，屬長(zhǎng)江下游左岸水系。得勝河流域行政區(qū)屬轄和縣、含山兩縣8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，流域面積427.3km2，流域總?cè)丝?6.5萬(wàn)人，現(xiàn)有耕地28.4萬(wàn)畝。

得勝河起源于含山縣巧脈崗、橫帶，河道自夏橋～金河口江口長(zhǎng)36.26km。沿岸支流主要有東山河、王橋河、月亮河、卞莊河、東雙橋河、七聯(lián)圩支河、西章河及西馬支河等，另有霍橋、桃花等幾條撇洪溝。

1 防洪現(xiàn)狀

1.1河道現(xiàn)狀

得勝河主河道自夏橋～江口現(xiàn)狀全長(zhǎng)36.26km。夏橋～謝墩段長(zhǎng)3.0km，兩岸地面高程較高，現(xiàn)狀無(wú)堤防，屬散水灘性質(zhì)；謝墩～江口段現(xiàn)狀河道底寬一般5～20m之間，底高程在2.0～4.0m。現(xiàn)狀河道存在的主要問(wèn)題有：（1）主河槽斷面不規(guī)則，過(guò)流斷面不足；（2）跨河建筑物較多，卡脖子現(xiàn)象較為嚴(yán)重；（3）主河道上游河底高程較高，灌溉引水能力不足；（4）金河口閘下300m以外河道淤積嚴(yán)重。

1.2堤防現(xiàn)狀

近年來(lái)得勝河堤防普遍進(jìn)行了加高培厚，大部分堤頂高程已滿足防洪要求，但局部堤段仍存在險(xiǎn)工險(xiǎn)段。主河道堤防主要問(wèn)題有：（1）和城段堤防標(biāo)準(zhǔn)普遍不足；（2）堤防存在險(xiǎn)工險(xiǎn)段；（3）現(xiàn)狀堤頂房屋等建筑設(shè)施較多；（4）部分穿堤涵閘為圬工結(jié)構(gòu)，存在安全隱患；（5）金河口閘引排水時(shí)沖刷附近堤坡。

1.3歷史洪澇災(zāi)害

歷史上得勝河流域洪澇災(zāi)害頻繁。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅自金河口建閘以來(lái)，本流域共發(fā)生洪澇災(zāi)害19次，旱災(zāi)10次，累計(jì)破圩面積達(dá)多萬(wàn)畝，經(jīng)濟(jì)損失慘重，嚴(yán)重制約該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，嚴(yán)重挫傷農(nóng)民發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的積極性。

2 防洪標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-94）、《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50286-98）和1994年安徽省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院編制的《巢湖流域防洪規(guī)劃報(bào)告》及其審查、批復(fù)意見(jiàn)，確定得勝河干流河道的整治標(biāo)準(zhǔn)和堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

得勝河干流河道斷面設(shè)計(jì)以排水為主，結(jié)合灌溉引水確定。得勝河干流河道的防洪治理標(biāo)準(zhǔn)取10年一遇。

干流堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)各圩口的保護(hù)面積及保護(hù)對(duì)象的重要程度確定：含城、和城兩段

城市防洪標(biāo)準(zhǔn)取20年一遇，堤防工程等級(jí)為4級(jí)；其他堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)取10年一遇，堤防工程等級(jí)為5級(jí)。穿堤建筑物等級(jí)與堤防一致。

3 設(shè)計(jì)洪水

3.1流域分塊

得勝河流域總面積427.31km2，低山丘陵區(qū)278.61km2，高程10.1m以下的平畈圩區(qū)面積148.7km2，圩區(qū)的耕地面積為14.5萬(wàn)畝。根據(jù)流域地形與水系情況，得勝河全流域可分成5塊。詳見(jiàn)表1。

表1 得勝河流域分塊面積表

3.2長(zhǎng)江水位

分析研究本流域洪水與長(zhǎng)江高水位的遭遇情況，對(duì)于制定合理的治理措施有重要作用。

從系列年實(shí)測(cè)資料分析可見(jiàn)，一般情況下本流域發(fā)生暴雨長(zhǎng)江水位不是最高，長(zhǎng)江出現(xiàn)最高水位時(shí)本流域的洪峰已經(jīng)過(guò)去，兩峰基本錯(cuò)開(kāi)。

從分析中可以看出：一般年份本流域的洪峰流量大于300m3/s的同期江水位都在8.1m以下，且均未達(dá)到最高值。同時(shí)，金河口長(zhǎng)江最高水位出現(xiàn)期間，本流域的降水量一般不大。因此，本流域洪水的外排條件較好。

由于人類活動(dòng)的影響，長(zhǎng)江水位呈逐步升高的趨勢(shì)，從系列年氣象資料分析結(jié)果看，得勝河流域暴雨多發(fā)生在6月上旬至7月中旬，其中6月下旬和7月上旬居多，金河口旬平均江水位以7月中旬為最高，7月上旬中等偏高，因而，取用金河口7月上旬10年一遇旬平均水位作為金河口江口的設(shè)計(jì)水位較為合理。同樣，校核水位按得勝河各節(jié)點(diǎn)20年一遇最大6h平均流量和金河口江口7月上旬20年一遇旬平均水位來(lái)推求。金河口長(zhǎng)江7月上旬平均水位及排頻結(jié)果見(jiàn)表2。

3.3設(shè)計(jì)暴雨

得勝河流域內(nèi)主要有含山、和縣兩個(gè)雨量站，且資料系列較長(zhǎng)。本次收集了1952-2005年和、含兩縣的氣象資料，對(duì)其最大1日、最大3日、最大7日降水量進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)排頻分析。

表2 金河口長(zhǎng)江7月上旬平均水位排頻表

依據(jù)含山站、和縣站1952～2005年54年實(shí)測(cè)系列資料，含山站最大1d、3d、7d暴雨量分別為160mm、230mm、290.9mm，和縣站最大1d、3d、7d暴雨量分別為149.7mm、231.1mm、282.5mm，含山站10年一遇最大1d、3d、7d暴雨量分別為160mm、230mm、290.9mm，和縣站10年一遇最大1d、3d、7d暴雨量分別為149.7mm、231.1mm、282.5mm。含山站20年一遇最大1d、3d、7d暴雨量分別為187mm、267.8mm、347mm，和縣站20年一遇最大1d、3d、7d暴雨量分別為174mm、273.9mm、335.5mm。各時(shí)段設(shè)計(jì)降雨頻率分析結(jié)果見(jiàn)表3。

產(chǎn)流計(jì)算采用暴雨徑流相關(guān)法，借用赤鎮(zhèn)站產(chǎn)流參數(shù)分析成果。

3.4.1 面雨量

對(duì)1999年、2005年兩個(gè)典型洪水年，選取包含最大1d或2d暴雨在內(nèi)的一次或二次降雨過(guò)程進(jìn)行產(chǎn)流分析。

3.4.2 前期影響雨量Pa

由前期較大降雨（即流域蓄滿）開(kāi)始逐時(shí)段計(jì)算至本次降雨的一天，計(jì)算公式如下：

無(wú)雨日：Pa,t+1=KPa,t

有雨日：Pa,t+1=K(Pa,t+Pt)≤Im=55mm（流域最大損失量）

(2)自選項(xiàng)目成果的國(guó)內(nèi)稅法轉(zhuǎn)化的步履稍超前。AP-BEPS成果中非“最低標(biāo)準(zhǔn)”項(xiàng)目成果占主流，中國(guó)稅法已選擇性引入了7項(xiàng)項(xiàng)目成果。其中，引入了70%的“共同方法”項(xiàng)目成果，引入了50%的“最佳實(shí)踐”項(xiàng)目成果，相對(duì)于發(fā)展中國(guó)家的征管環(huán)境和征管能力，中國(guó)國(guó)內(nèi)稅法引入自選項(xiàng)目成果的步履稍超前，會(huì)影響資本輸入大國(guó)吸引國(guó)際投資。

式中Pa,t+1、Pa,t：第t+1日、第t日的前期影響雨量（mm）；

Pt：第t日的降雨量(mm);

K：土壤含水量消退系數(shù)，無(wú)雨日（Pt＜1.0mm）K=0.92，有雨日（Pt≥1.0mm）Y=0.96。3.4.3 產(chǎn)流量R

赤鎮(zhèn)站次降雨徑流關(guān)系曲線取用原安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院規(guī)劃室1992年修訂的成果。由“Pa+累計(jì)雨量”查得“累計(jì)雨量”，時(shí)段凈雨按Ri=∑Ri-∑Ri-1進(jìn)行計(jì)算，其中初始值∑R0即由Pa查得的凈雨，按時(shí)段雨量的大小分配到每一時(shí)段中去。

地下徑流量所占徑流量的比重較小，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，不考慮地下徑流的分割。

3.5匯流計(jì)算

匯流計(jì)算采用原安徽省水電局規(guī)劃辦公室編制的《安徽省山丘區(qū)河流模型單位流量過(guò)程線》（1972年3月）。

按3h時(shí)段推算各分片山丘區(qū)洪水流量過(guò)程線。圩區(qū)排水，大圩和中小圩分別按規(guī)劃10年一遇和7年一遇的除澇標(biāo)準(zhǔn)分析排水流量。根據(jù)設(shè)計(jì)暴雨和圩區(qū)溝通率、作物組成等因素分析，平均排澇模為0.48m3/s·km2。

按流域地形特征和支流分布情況，5片洪水由上而下依次由夏橋、含城、張公橋、腰埠、馬橋5個(gè)節(jié)點(diǎn)匯入主河道。上、下游洪水錯(cuò)時(shí)疊加。錯(cuò)時(shí)長(zhǎng)短按規(guī)劃河道斷面情況下平均流速計(jì)算。

設(shè)計(jì)洪水取6h時(shí)段的平均流量。各典型洪水年主河道各節(jié)點(diǎn)匯流計(jì)算成果列于表4。

3.6設(shè)計(jì)流量

依據(jù)產(chǎn)匯流的分析成果，對(duì)12個(gè)典型洪水年的6h時(shí)段洪峰流量進(jìn)行排頻分析。經(jīng)分析，得勝河入江5年、10年、20年一遇洪峰流量分別為324m3/s、493m3/s和541m3/s。各河段設(shè)計(jì)洪水流量詳見(jiàn)表5。

3.7河道斷面

按河道斷面參數(shù)不同，可分成五段：謝墩～含城、含城～腰埠、腰埠～桃花橋、桃花橋～金

表3 含山、和縣站最大1d、3d、7d降水量頻率分析成果表

表4 得勝河6h時(shí)段洪峰經(jīng)驗(yàn)排頻表(單位：m3/s)

表5 得勝河各河段10年一遇、20年一遇最大6小時(shí)平均流量表（單位：m3/s）

河口閘、金河口閘～江口。斷面要素詳見(jiàn)表6。

表6 得勝河斷面要素表

3.8設(shè)計(jì)水位

得勝河干流主要節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)洪水位詳見(jiàn)表7。

表7 得勝河主要節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)水位表（單位：m）

4 堤防斷面

得勝河沿河圩區(qū)堤頂高程按下列兩種水位的外包線確定：（1）按河道10年一遇設(shè)計(jì)洪水位，含城、和城城防段加2.0m，萬(wàn)畝以上大圩加1.5m，中小圩加1.0m安全超高；（2）按河道20年一遇校核水位，含城、和城城防段為1.5m，萬(wàn)畝以上大圩加1.0m，中小圩加0.5m安全超高。此外，考慮到金河口閘泄洪受江水位制約嚴(yán)重，當(dāng)江水頂托節(jié)制閘不能出流時(shí)，金河口閘上水位的壅高值較大，為保證該情況下下段河道萬(wàn)畝以上大圩及和城的防洪安全，馬橋～金河口閘段堤頂高程按馬橋節(jié)點(diǎn)水位進(jìn)行設(shè)計(jì)。

堤頂寬度，含城、和城城防段為10m，萬(wàn)畝以上大圩6m，萬(wàn)畝以下中、小圩口5m。加固堤段外坡為1：2.5，內(nèi)坡為1：3.0。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）目前，河道河口寬度較小，河底高程較高，跨河橋梁阻水嚴(yán)重，引排水能力不足；堤防標(biāo)準(zhǔn)低，險(xiǎn)工險(xiǎn)段多。

（2）得勝河的河道防洪治理標(biāo)準(zhǔn)取10年一遇。干流堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)，含城、和縣兩段城市防洪標(biāo)準(zhǔn)取20年一遇，其他堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)取10年一遇。

（3）得勝河流域洪水與長(zhǎng)江高水位兩峰錯(cuò)開(kāi)，金河口長(zhǎng)江7月上旬平均水位，5年一遇為7.69m，10年一遇為8.24m，20年一遇為8.70m。

（4）含山站10年一遇最大1d、3d、7d暴雨量分別為160mm、230mm、290.9mm，和縣站10年一遇最大1d、3d、7d暴雨量分別為149.7mm、231.1mm、282.5mm。含山站20年一遇最大1d、3d、7d暴雨量分別為187mm、267.8mm、347mm，和縣站20年一遇最大1d、3d、7d暴雨量分別為174mm、273.9mm、335.5mm。

（5）得勝河入江5年、10年、20年一遇洪峰流量分別為324m3/s、493m3/s和541m3/s。

（6）得勝河長(zhǎng)江口水位，10年一遇為8.24m、20年一遇為8.70m。

1 GB50201-94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》[S].中國(guó)計(jì)劃出版社. 1994.

2 GB50286-98《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].中國(guó)計(jì)劃出版社. 1998.

3 SL44-2006《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》[S]. 中國(guó)水利水電出版社. 2006.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.07.010

TV122

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1672-2469(2014)07-0034-04

石正寶（1965年—），男，高級(jí)工程師。