衛(wèi)河淇門(mén)水文站設(shè)計(jì)洪水復(fù)核

□張青艷 □萬(wàn)貴生(安陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局)

1 流域概況

1.1 水系情況

衛(wèi)河是海河流域最大的河流，發(fā)源于山西省陵川縣奪火鎮(zhèn)，流經(jīng)焦作、新鄉(xiāng)、鶴壁、安陽(yáng)、濮陽(yáng)市，入河北省大名縣，至山東省館陶縣秤鉤灣與漳河相會(huì)后進(jìn)入南運(yùn)河。河南省境內(nèi)河長(zhǎng)286 km，流域面積12911 km2，衛(wèi)河在新鄉(xiāng)縣以上叫大沙河。1958-1960年開(kāi)挖的引黃共產(chǎn)主義渠，1961年停止引黃后，成為排水河道，該渠在新鄉(xiāng)西永康村與大沙河匯合，沿衛(wèi)河左岸行，截衛(wèi)河支流滄河、思德河、淇河后下行至浚縣老觀嘴，復(fù)注入衛(wèi)河。衛(wèi)河淇門(mén)以上主要支流有峪河、滄河、思德河、淇河，淇河是衛(wèi)河的最大支流。共渠控制著衛(wèi)河部分洪水。

1.2 蓄水工程

衛(wèi)河支流峪河建成了群英、馬鞍石、寶泉、石門(mén)4座中型水庫(kù)，滄河上建有獅豹頭、塔崗、正面、奪豐4座中型水庫(kù)。淇河上建成了盤(pán)石頭1座大(2)型水庫(kù)，弓上、三郊口、陳家院、石門(mén)4座中型水庫(kù)。

2 淇門(mén)水文站

淇門(mén)水文站位于浚縣李莊，東經(jīng)114°18′、北緯35°30′，1933年設(shè)立，1936年停測(cè)。1951年恢復(fù)為汛期水位站，集水面積8724 km2，觀測(cè)項(xiàng)目有水位、流量、含沙量、雨量、水溫。基本斷面上游右岸7.00～8.00 km處有良相坡洼地，為一天然滯洪區(qū)，左岸2.00 km處有淇河橫穿共產(chǎn)主義渠匯入，右岸1.60 km處有長(zhǎng)虹渠滯洪口。

3 劉莊水文站

劉莊水文站位于共產(chǎn)主義渠浚縣劉莊村，東經(jīng)114°17′、北緯35°30′。1962年設(shè)立，1964年劉莊(閘)下遷2.40 km，改站名為劉莊，1966年上遷2.30 km，至河口距離41.00 km，改名劉莊(二)。用淇門(mén)、劉莊站的同步洪水延長(zhǎng)淇門(mén)站洪水系列，對(duì)洪水進(jìn)行系列復(fù)核。

4 洪水系列代表性分析

2000年水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院編制的《漳衛(wèi)河流域設(shè)計(jì)洪水復(fù)核報(bào)告》中，淇門(mén)站采用的洪量系列統(tǒng)計(jì)到1991年。本次復(fù)核，將系列延長(zhǎng)到2012年。峰量系列延長(zhǎng)了21年，有60年資料，滿足設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范對(duì)采用頻率分析法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水時(shí)要求具有30年以上實(shí)測(cè)和插補(bǔ)延長(zhǎng)系列的條件。系列中有1956，1963，1982，1996年等大水年，起到增加系列代表性的作用。

表1 淇門(mén)洪水復(fù)核成果表 單位：億m3

5 洪水系列一致性處理

淇門(mén)站實(shí)測(cè)洪水過(guò)程與還原洪水過(guò)程疊加為天然洪水過(guò)程，從每年的天然洪水過(guò)程中統(tǒng)計(jì)各時(shí)段洪量，組成洪水系列，并進(jìn)行合理性分析。年洪水過(guò)程還原計(jì)算方式和方法，根據(jù)具體影響因素的特性確定。

第一，水庫(kù)潰壩、堤防潰決、分蓄洪工程啟用等都具有突發(fā)性，對(duì)下游洪水影響較大，將受這些因素影響的洪水還原到天然狀態(tài)。

第二，實(shí)測(cè)洪水系列受到上游已建大、中型蓄水工程、引水和提水工程等影響較大時(shí)，將受這些工程影響的洪水還原至天然狀態(tài)。設(shè)計(jì)洪水計(jì)算時(shí)，一般都有歷史洪水，而歷史洪水發(fā)生時(shí)往往受到的是上游還沒(méi)有已建工程時(shí)的影響，屬于天然洪水，與還原的洪水系列組成連續(xù)系列，以保持洪水系列的一致性。

第三，隨著堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)及防洪能力的逐步提高，原來(lái)堤防遇一般洪水就漫潰，目前遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水才有可能漫潰，在時(shí)間序列中，大洪水可能存在洪水系列不一致性，需要還原為歸槽洪水或天然洪水。

6 洪水復(fù)核

根據(jù)《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》進(jìn)行本次設(shè)計(jì)洪水復(fù)核工作。洪水要素的統(tǒng)計(jì)采用各年汛期6-10月最大獨(dú)立取樣的方法，主要計(jì)算了w5d、w15d、w30d洪量。

一般年份先將石門(mén)、弓上水庫(kù)的蓄變量作逐日還原，以各自的傳播時(shí)間錯(cuò)開(kāi)加于淇門(mén)站，對(duì)于衛(wèi)河汲縣站以上的澇水和引黃水量也予以扣除，得出淇門(mén)站以上(山區(qū)部分)天然逐日平均流量，據(jù)此統(tǒng)計(jì)各時(shí)段洪量。對(duì)大水年由于坡洼運(yùn)用，改變了洪水天然狀態(tài)，改由上游分區(qū)相應(yīng)時(shí)段洪量相加的計(jì)算方法。

理論頻率曲線采用P-III型線型，適線法選定統(tǒng)計(jì)參數(shù)，計(jì)算中凡有大洪水需進(jìn)行特大值處理的，實(shí)測(cè)洪水系列中其它年份洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率均按規(guī)范中方法二計(jì)算。對(duì)淇門(mén)站進(jìn)行了頻率計(jì)算。復(fù)核成果見(jiàn)表1。

7 成果合理性分析

與上游各站相比較，洪水的均值和設(shè)計(jì)值符合從支流到干流，自上游到下游由小變大的規(guī)律，上游各站區(qū)均值或同頻率設(shè)計(jì)值之和也稍大于下游站。變差系數(shù)Cv值的分布也符合上游大于下游，支流大于干流的一般規(guī)律。

本次復(fù)核計(jì)算成果與2000年成果相比，基本都是均值減小、變差系數(shù)增大，從設(shè)計(jì)值分析，因?yàn)榧尤肓说?1年系列均值較小，而本次頻率計(jì)算Cv較原設(shè)計(jì)均有所增加，故出現(xiàn)稀遇頻率設(shè)計(jì)值減小得少(甚至增大)、常遇頻率設(shè)計(jì)值減小得多的情況。從適線均值與實(shí)測(cè)系列算術(shù)均值的比較來(lái)看，也與2000年成果相似。統(tǒng)計(jì)參數(shù)的時(shí)空分布及與2000年復(fù)核成果相比的變化都是合理的。

[1]漳衛(wèi)河流域設(shè)計(jì)洪水復(fù)核報(bào)告[R].天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,2000.

[2]海河流域水文設(shè)計(jì)成果工作大綱報(bào)告[R].中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,2013.