四川省會理縣城河流域打吉塘段歷史洪水調查及在設計中應用

梁　超

（上海勘測設計研究院有限公司四川分公司四川成都610000）

四川省會理縣城河流域打吉塘段歷史洪水調查及在設計中應用

梁超

（上海勘測設計研究院有限公司四川分公司四川成都610000）

本文通過分析四川省城河流域打吉塘段的歷史洪水調查成果，并將成果應用于設計當中，對其分析過程進行了詳細探討，充分說明了歷史洪水對于提高設計洪水的估計精度的重要作用，以期為類似案例提供借鑒。

歷史洪水；重現期；洪峰流量；調查分析

1　流域概況

四川省會理縣城河是金沙江下段左岸的一級支流，地理位置北緯26°50′45″～26°06′10″，東經102°03′00″～102° 32′02″，發源于會理縣北面的龍肘山，從主峰海拔3586.9m向南流，經外北、老街、會理縣城、在南閣匯入左岸支流——潭溪河，向東南流，沿途納入左岸支流——江舟河，在海潮附近折向西流，與右岸支流——核桃河（中下游稱矮郎河）匯合后，繼續西流不遠，轉向南流，經木古鄉、楊家壩鄉、普隆、新安，在新安傣族鄉注入金沙江。中游叫楊橋河，下游稱普隆河。全流域面積約2230km2，干流長約141km。主要支流有麻龍河、江舟河、矮郎河、力馬河、黎溪河等，流域水系見圖1。

圖1　流域水系圖

2　暴雨洪水特性

城河流域暴雨洪水由暴（大）雨形成，洪水變化特性與暴（大）雨相應。

流域暴雨受孟加拉西南季風影響，將大量水氣帶入本區，由于降水系統及地形、地勢等因素的綜合影響，暴雨多發生在夜間，且歷時短，強度大、雷暴雨頻繁。暴雨一般最早從5月底開始，最遲至10月底，多發生在6月～9月，7月出現次數最多，占全年32%。一次暴雨過程為1d～3d，多數暴雨量集中在24h，且占3d暴雨的78%，6h暴雨又占24h暴雨71%。根據會理縣氣象站1956年～2006年暴雨資料統計分析，多年平均年最大24h和6h暴雨量分別達89.0和68.6mm，變差系數Cv為0.36和0.38。

根據打吉塘水文站實測和插補延長的洪水資料統計分析，年最大流量最早出現在5月29日，最晚出現在10月8日，出現在6月～9月機會最多，約占全年的88%，其中又集中在6、7月兩個月，約占全年的57%，而5月和10月最少，僅占全年的2.3%和9.5%。一次洪水過程約1d～3d，而洪量主要集中在1日，約占3d洪量的72.3%。從實測洪水資料統計，洪水過程多為漲、落較快的單峰。在連續降水的情況下，也出現連續多峰的情況。

打吉塘水文站實測最大流量1060m3/s（1991年7月11日），調查歷史最大流量1860m3/s（1938年）。

3　歷史洪水調查及重現期的確定

3.1歷史洪水調查情況

為城河干流規劃工作需要，在城河水庫河段（打吉塘水文站附近）與營盤電站河段（大榨門河段）進行了洪水調查與訪問，調查到城河干流規劃河段近100年發生的較大洪水有1938年、1955年等，歷史洪水調查情況見表1。

3.2歷史洪水計算

城河水庫調查河段，調查到1938年、1955年多個洪痕點，通過兩種方法推流：第一種通過比降法推求洪峰流量，根據洪痕點所在位置實測斷面具體情況，通過穩定均勻流公式計算出1938年、1955年洪峰流量；第二種通過水位～流量關系曲線推求洪峰流量，因水庫河段調查洪痕點，位于打吉塘水文站附近，其間無較大支流匯入，通過水面比降將調查洪痕搬移至水文站斷面，延長打吉塘水文站實測的水位～流量關系曲線來推算1938年、1955年洪峰流量。兩者推算結果接近，起到相互驗證作用。根據調查情況，得知近幾十年受水流沖刷，河道變深，在推流過程中，已經考慮了受河流沖刷影響，最終確定1938年洪峰流量為1860m3/s，1955年洪峰流量為1550m3/s。

3.3洪水重現期

根據2次大洪水調查情況分析，1938年為調查到的最大洪水，1955年次大，2007年也較大。1938年歷史洪水的重現期可能有以下四種情況：（1）1938年洪水是1938年以來的首次大洪水，保守估計重現期為70年；（2）1938年洪水是1930年以來的首大洪水（根據張天維岳父年紀推算），重現期可定為80年；（3）1938年洪水是1900年以來首大洪水（吳成相父親年紀推算），重現期可定110年；（4）參考鲹魚河洪水重現期，鲹魚河與城河屬相鄰流域，在鲹魚河和黑水河調查到1938年特大洪水，說明這次洪水屬于大面積暴雨洪水，在可河電站初設中，經考證，鲹魚河1938年洪水重現期140年以上。綜上分析，1938年洪水重現期可估計為70年～140年，采用平均情況，重現期100年左右，1955年為老二，重現期50年左右。

4　歷史洪水在設計中應用

4.1洪水系列插補延長

打吉塘水文站僅有1989年～1993年實測洪水資料。會理站有2002年～2006年實測洪水資料，按面積比2/3次方移到打吉塘水文站。同時選擇相鄰鲹魚河會東橋站為參證站。根據打吉塘水文站和會東橋站汛期月最大流量資料，建立兩站洪水流量關系，兩者關系較好，有Q打吉塘=1.45Q會東橋關系。若按兩站面積比2/3次方，有Q打吉塘= 1.43Q會東橋關系，兩式十分接近，考慮到該區域經常采用面積比的2/3次方關系，因此本次也推薦采用面積比的2/3次方關系，將會東橋站1960年～1988年、1994年～2001年年最大流量移至打吉塘水文站，經插補后組成打吉塘水文站1960年～2006年年最大流量系列。

表1　歷史洪水調查情況表

4.2洪水分析計算

由打吉塘水文站1960年～2006年年最大流量系列，分別加上1938年和1955年歷史洪水組成年最大流量不連序系列，按設計洪水計算規范的規定，采用不連續系列洪水經驗頻率公式進行頻率計算。計算成果見下表2，頻率曲線見圖2；同時本次將未考慮歷史調查洪水的1960年～2006年最大流量系列，按設計洪水計算規范的規定，采用連續系列洪水經驗進行頻率計算，計算成果見表2，頻率曲線見圖3。

由表2可以看出，加入歷史洪水和不加入歷史洪水對洪峰流量均值有一定影響，但其主要對Cv的取值影響較大，加入歷史洪水Cv明顯增大，由不加入歷史洪水的0.49增大為0.56，導致加入歷史洪水和不加入歷史洪水對設計洪水成果相差較大，前者計算結果明顯大于后者，千年一遇相差16.6%，百年一遇相差13.6%，設計標準越高造成的相對誤差越大，說明若不加入歷史洪水只采用有限的樣本來進行總體參數估計及頻率曲線外延時，設計標準越高，其誤差越大，計算得到的設計洪水成果偏小，使得水利水電工程達不到設計標準，對工程的安全運行埋下隱患，而加入歷史洪水則可以補充實測資料不足，降低設計洪水的抽樣誤差，起到延長系列的作用，極大提高系列代表性作用，使得洪水成果更加合理可靠。

表2　打吉塘水文站設計洪水計算成果表

圖2　打吉塘水文站年最大洪水頻率曲線（加入歷史洪水）

圖3　打吉塘水文站年最大洪水頻率曲線（未加入歷史洪水）

5　結語

本次通過對城河流域歷史洪水的調查，基本確定了四川省會理縣城河打吉塘水文站段近百年以來歷史洪水發生的年份、洪水峰量及重現期，并將調查到的歷史洪水應用于設計中，得到工程河段的設計洪水成果，為城河流域的水電開發提供了可靠基礎數據。同時本次將考慮歷史洪水與不考慮歷史洪水計算的設計洪水成果進行了對比，充分說明了采用有限的樣本來進行頻率分析會產生一定誤差，設計標準越高造成的相對誤差越大，而加入歷史洪水參與頻率分析可以降低設計洪水的抽樣誤差，增強設計洪水成果的可靠性，提高設計洪水成果精度，因此在進行水利水電工程設計洪水計算時，歷史洪水調查必不可少。陜西水利

［1］SL44-2006水利水電工程設計洪水計算規范［S］.北京：中國水利水電出版社，2006.

［2］梁忠民，等.水文水利計算［M］.北京：中國水利水電出版社，2008.

（責任編輯：暢妮）

P331.1

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