集雨面積相近的兩條小河流匯合口處洪水計算

侯賢貴

（惠州市華禹水利水電工程勘測設計有限公司，廣東惠州516003）

集雨面積相近的兩條小河流匯合口處洪水計算

侯賢貴

（惠州市華禹水利水電工程勘測設計有限公司，廣東惠州516003）

設計洪水是確定水利水電工程規模的重要因素。伴隨著經濟社會的發展，小河流綜合整治逐漸開展，但是，小河流往往缺乏實測的水文氣象資料，常用的做法是通過查等值線圖，利用綜合單位線法和推理公式法分別計算，然而在解決集雨面積相近的兩條小河流匯合口處設計洪水時卻存在一個問題。為此，文章在總結目前常用的小河流設計洪水計算方法的基礎上，結合廣東省實際情況，通過實際范例，初步探討出集雨面積相近的兩條小河流匯合口處設計洪水的計算方法。

設計洪水；綜合單位線法；推理公式法；經驗公式法

0 引 言

伴隨著廣東省經濟社會發展，在當前大江大河治理工作已經完成的情況下，逐步推進小流域的綜合治理工作已經成為廣東省水利發展的重要工作。然而小流域往往缺乏實測的水文氣象資料，目前廣

東省常用的小流域設計洪水計算方法以《廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊》推薦的方法為主，即通過《廣東省暴雨徑流查算圖表》查找相應的暴雨參數，然后通過綜合單位線法和推理公式法分別計算，然后根據情況選擇所采用的成果。

此外，面積＜101 m2的非水庫工程可采用經驗公式法。

《廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊》中需要量算的工程集水區域地理參數包括集雨面積F、干流很長L和干流坡降J，在集雨面積相近的兩條小河流匯合口處的設計洪水計算中，選擇其中哪一條河流作為干流就直接影響了匯合口處設計洪水的成果；或者有沒有其他方法能夠有效的解決此類問題便成為文章研究的重點［1－3］。

1 計算方法

1.1 廣東省常用的計算方法

1.1.1 廣東省綜合單位線法

通過對納希瞬時單位線方法的深入分析，汲取國內外經驗，結合廣東省的研究成果，提出了一套具有本地特色的綜合單位線方法，定名為廣東省綜合單位線［1］。廣東省綜合單位線的計算公式為：

式中：Qt為第t個時段的洪水流量，m3／s；hj為第j個時段的設計凈雨，mm／10mm；qi－j＋1為第i－j＋1時段的單位線對應的流量，m3／s。

1.1.2 推理公式法

20世紀60年代初，廣東省水文總站提出了當時國內通用的“推理公式概化多峰過程線方法”及廣東省應用成果；1972年開始對其進行修訂，并與1976年刊印在全省水利水電部門廣泛應用。

計算公式為：

式中：Qm為設計洪峰流量，m3／s；Sp為暴雨力，mm／h；np為暴雨遞減指數；f為平均后損率；L為干流河長，km；m為匯流參數；J為干流坡降。

1.1.3 經驗公式法

根據《廣東省洪峰流量經驗公式法》的成果，其公式為：

式中：C2為經驗系數；Qm為洪峰流量，m3／s；F為流域面積，km2；H24P為頻率為P%時的24 h降水量，mm。

1.2 其他計算方法

1.2.1 水力學方法

通過實測大斷面、干流坡降以及調查的歷史洪水位、河道糙率，通過曼寧公式進行計算，其公式為［3］：

式中：Qm為洪峰流量，m3／s；F為過水斷面面積，m2；R為水力半徑，m；I為水面比降；n為河床糙率。

通過工程附近多個水文站的實測資料，擬合計算出年最大洪峰流量均值、Cv值和流域面積關系之間的綜合指數，然后通過量算工程所在流域面積，通過面積比擬來計算所需的設計洪水［4］。

計算公式為：

式中：Qm、Qm為工程所在地和水文站的洪峰流量，m3／s；F、F1為工程所在地和水文站的集雨面積，km2；n為面積綜合指數。

1.3 美國法推理公式

美國法推理公式：

式中：Qp頻率為P的計算洪峰，m3／s；ip為頻率為P的暴雨強度，mm／h；C為洪峰徑流系數；F為流域面積，km2；Tc為造峰歷時，h；L為流域主河槽長度；S為流域主河槽坡度。

就大學英語課程而言，建立在感性經驗信息基礎上的師生互動模式難以形成對學生與教育過程的全面、深入的認識，且長期存在有限的教育資源供給能力（教師的精力體力有限，師資的數量有限，教育場所有限等）和巨大的教育需求（龐大的學生數量，較長的學習年限等）之間的差距，以及學生水平參差不齊，造成長期以來教學效果不佳的狀態。[5]寧德師范學院為了改善這種現狀，在新生入學時，就依據高考英語成績把學生分為A班和B班，給大學英語詞匯教學因材施教提供了有利條件。

此外，遙感技術、人工神經網絡系統以及地理信息系統等新技術也都不斷被應用到無資料地區設計洪水計算中來［5－6］。

2 工程案例

2.1 選定的小流域

文章選定了4個小流域，均具備匯合口由2條集雨面積相近的小河流所組成。4個小流域分別為白花河、龍仙河、赤石河和新田河的上游小流域，詳細的地理參數詳見表1。

2.2 選定的計算方法

水力學法需要調查歷史大斷面、水面坡降和歷史洪水位，小流域往往相關記錄較少，因此使用不方便。水文比擬法需要附近多個水文站的實測資料，所選定的小流域周邊水文站點較少，且面積相差很大，因此本方法不適用。美國推理公式法也不適用；由于集雨面積均超過了10 km2，因此經驗公式法也不適用。因此，最后選用綜合單位線法和推理公式法。計算分3種情況：

1）以左支作為干流；

2）以右支作為干流；

3）左支和右支的洪水分別計算，然后同時段疊加。

表1 4個小流域的地理參數成果表

2.3 計算成果與分析

根據《防洪標準（GB50201—94）》和《水利工程水利計算規范（SL104—95）》的規定，本文計算采用頻率P＝10%作為設計計算標準，四個小流域匯合口處的洪峰流量計算成果詳見表2。

表2 4個小流域的設計洪水（P＝10%）計算成果表m3／s

從表2的計算成果可以看出，采用綜合單位線法計算時，有2個小流域是以左右兩支疊加的洪峰流量為最大值；采用推理公式法計算時，洪峰流量的最大值均不會在左右兩支疊加時出現。

無論是綜合單位線法，還是推理公式法，洪峰流量最大值出現在哪種情況均不固定。

3 結論與建議

文章所采用的工程案例有其特殊性，不能進行廣泛推廣，然而從4個工程案例的計算成果看，為了得到安全可靠的洪水計算成果，不僅僅需要綜合單位線法和推理公式法2種方法分別計算并相互檢驗，還需要對面積相近的2條小河流分3種情況，即：

1）以左支作為干流。

2）以右支作為干流。

3）左支和右支的洪水分別計算，然后同時段疊加；最后根據實際情況，結合工程特點，合理選用設計洪水成果［7－8］。

［1］王好，管延海.無資料地區推求小流域設計洪水的探討［J］.吉林水利，2011（11）：37－40.

［2］羅星文，李正祥.尼爾利亞中小河流暴雨洪水計算方法研究［J］.科協論壇，2009（07）：134－136.

［3］岳華，劉發明，顏真梅.用暴雨資料推求中小河流洪峰流量的方法研究［J］.四川大學學報：工程科學版，2012，44（04）：134－136.

［4］張修照，陳章友，劉石橋.尾礦庫工程洪水計算方法探討［J］.工程建設，2011（02）：29－32.

［5］蔡紅萍.西氣東輸第七標段管線工程穿越河溝洪水計算［J］.山西水利，2003（06）：45－46.

［6］褚青來，魯朝顯.水庫頻率洪水計算的微機處理技術［J］.河南水利，2000（04）：37.

［7］郭振東.吉林省洪水計算羅氏法程序設計［J］.吉林水利，2004（08）：44－45.

［8］周麗.淺談廣東省暴雨推求洪水計算方法及其實際運用［J］.民營科技，2008（04）：19－20.

Flood Calculation of Confluence of Two Small Rivers w ith Sim ilar Collection Area

HOU Xian-gui
（Huayu Water Conservancy＆Hydroelectric Power Project Investigation and Design Ltd.，Huizhou City，Huizhou 516003，China）

The design flood is an important factor in determining the scale of the hydro-project.With the economic and social development，the comprehensive improvement of the small rivers is gradually carried out.But it is often lack of the hydrologic and meteorological data actually measured for small rivers.The common practice is through the examination of the contour map.Then it is calculated separately by the synthetic unit hydrograph method and the inference formulamethod.However，there is a problem in solving the design flood of the confluent mouth for the two small rivers with the close water-collecting area.At the basement of summarizing the currently common calculation method of design flood for small rivers，combined with the actual situation in Guangdong Province，there is a preliminary discussion on the calculation method of the design flood of the confluentmouth for the two small riverswith similar water-collecting area through a test.

design flood；synthetic unithydrographmethod；inference formulamethod；empirical formula method

TV122

B

2014－10－31

侯賢貴（1983－），男，湖北荊門人，工程師，從事水文規劃和水工設計方面的工作。

1007－7596（2015）06－0037－03