簡析安徽省包澮河設計洪水

【摘要】包澮河起源于河南商丘，流經安徽多個地區，河道中上游地區河道狹窄，比降陡，而下游地區河道較寬，比降低，該河道因中上游水勢兇猛，下游退水慢，易形成持續高水位，從而引發洪澇災害。本文通過對包澮河流域進行簡單的概括，分析其水文概況，以直接法和間接法進行洪水設計計算，為包澮河河道治理提供簡單的數據支持。

【關鍵詞】包澮河；水文；洪水計算；安徽

引言

隨著我國經濟的快速發展，洪澇引起的經濟損失越來越嚴重，環境問題也越來越突出。現狀包澮河河道排水標準低，僅為3年一遇的82%，使得河道的防洪排澇能力極低，一遇到較大洪水，將危及河道附近的居民的生命和財產安全。為了減少洪水對人們造成的傷害和損失，合理的河道治理顯得尤為重要。

1、流域概況

包澮河流域由兩條河流組成，分別是包河和澮河。包河的源頭在河南省商丘市的張祠堂，然后流經河南商丘、虞城，途徑安徽省亳州市譙城區，隨后經過河南省永城市，再經過喇叭口后進入安徽省渦陽縣境，最后在濉溪縣臨渙匯入澮河，在安徽省區域長約45km千米，流域面積390km2，其中喇叭口以下河道長31.7km，地面高程31.5～28m，平均地面比降1/9000，汛期常受下游澮河水位頂托。澮河的源頭在河南省夏邑縣的蔡油坊，向東南方向流動，途中流經夏邑、永城新橋，從張瓦房進入安徽省濉溪縣境內，與包河在濉溪縣臨渙匯集后，再流經埇橋區祁縣、固鎮縣城，最后從固鎮縣九灣匯入懷洪新河香澗湖，澮河在安徽省境內的長度大概為157km，河流流域面積約為2930km2，河流形狀狹長，地面高程30～14.5m，地面平均比降約1/10000。包澮河在河道的中上游地區河道狹窄，比降陡，而下游地區河道較寬，比降低。

2、氣象水文概況

包澮河流域一帶的氣候特征是氣候比較溫和、四季分明、雨量適中，但年度內氣候變化較大，日照時間較多、晝夜溫差較大、無霜期較長，季風氣候較為明顯。主要表現為夏季炎熱多雨、冬季嚴寒干燥、秋季干旱少雨、冷暖和旱澇之間的轉換常常比較突出。

該區域年平均氣溫在15℃左右，由南向北氣溫逐漸降低，年度內變化較小。一年內最高月平均氣溫大概在27.8℃左右，往往出現在7月份，出現極端天氣的時候最高氣溫將超過40℃；然而，最低月平均氣溫較低，大概在0.7～-1.3℃之間，通常是在1月份出現，出現極端天氣的時候最低氣溫是-23.3℃。無霜期一般會持續210天左右，初霜期一般出現在10月下旬到11月上旬，終霜期一般出現在4月上旬。由于季風的影響，該地區風向不定，變化較大。冬季偏北風較多，夏季偏南風較為明顯，春秋季一般是東風或東北風。這個地區的年平均風速在2.3～3.6m/s，平均風力級別3級左右，風力最大能達到8級以上。

在不分洪的情況下，包澮河流域的洪水都是因為暴雨的原因而產生，產生暴雨的天氣在6、7月份，主要是切變和低渦，降雨一般可以持續一到兩個月，降雨范圍較廣，有時甚至能夠覆蓋整個流域。8、9月份經常會受臺風的影響而出現臺風或者暴雨，其特點是降雨范圍比較小、時間短，但雨的強度大。

3、包澮河設計洪水計算

包澮河河流形狀狹長，但是河流寬度上寬下窄，地面坡降自上而下逐漸變緩，上游大概1/8000，到固鎮則為1/36000。包澮河流域設置了臨渙和固鎮兩個水文站，包澮河流水可以采用直接法和間接法兩種辦法來設計洪水。

3.1 直接法計算。臨渙、固鎮站設計流量采用實測流量資料進行分析計算，采用1954～2007年洪水系列，在洪水實測數據資料計算過程中，其中中小水年份直接選用臨渙集和固鎮站歷年實測最大洪峰流量，其中5個大水年（1954、1963、1965、1998、2003年）由于洪水漫溢、面上排水標準低、流域蓄水的影響，在進行計算時，實測數據不太準確，所以采用降雨量通過產匯流計算，即首先計算臨渙集和固鎮以上面雨量，用降雨徑流關系進行產匯流計算設計流量。臨渙集和固鎮以上面雨量的計算方式，采用平均法逐日計算對水文年鑒刊載雨量站的數據進行計算。在選擇降雨徑流關系時，臨渙以上選用《安徽省淮北地區除澇水文計算辦法》中的淮北平原次降雨徑流關系曲線圖中的3號線，臨渙～固鎮區間選用1號線。

3.2 間接法分析。由于直接法計算的設計洪水不能反映治理后的河道排水情況，因此利用設計暴雨推求設計洪水的間接辦法被廣泛的采用，是目前淮北骨干河道、邊界工程除澇水文計算的有效方法之一，間接法計算公式和相關參數如下：Q=KRF0.75 （1）

式中，Q—日平均設計流量（m3/s）；K—綜合系數，淮北地區統一采用0.026；R—3d設計暴雨產生的徑流深。由設計頻率年流域內平均3d面暴雨量（P）及前期影響雨量（Pa），查淮北地區次降雨徑流關系曲線求得；F—流域面積（km2）。

由公式（1）計算的流量作修峰處理，然而實際情況下，除了3～5年一遇的洪水不修峰，其余的洪水修峰系數隨著時間增加而減小，10年一遇為0.9，20年一遇為0.85，50年一遇則為0.80。根據各節點流域面積查“淮北平原地區設計暴雨量表”及“淮北平原次降雨徑流關系曲線”求得各節點不同頻率3d暴雨的徑流深，再按上述公式得出各河段不同頻率的設計流量。臨渙集以上流域為b區，流域面積2560km2，臨煥以下為a區，流域面積為2290km2，因此本工程河道各節點設計流量均按a區、b區所占面積加權來計算。

4、計算成果分析

根據以上直接法和間接法設計洪水分析，臨渙集、固鎮站洪峰流量系列成果，直接法計算結果，另外兩種方法計算的洪水有一定差距，列表對比見表1所示。

表1計算分析成果說明：①直接法較間接法計算的流量小；②中小洪水年份兩者相差較多，大洪水年兩者相差相對較小；③臨渙以上的b區較臨渙以下的a區相差的多；④80年代以前相差較小，80年代以后相對較大。

5、結語

根據包澮河流域的實際情況分析，造成直接法流量變小的原因主要是：農村聯產承包責任制形成分散耕作，面上農田水利失修；由于淮北地區缺水，溝渠上到處無序攔截蓄水，導致溝渠排水不暢；包澮河河道排水標準低，干流河道排水不暢。隨著今后國家糧食安全戰略意識的提高，國家加大對農田水利工程的投入，農田、溝渠以及干流本事排水將會恢復通暢，因此，未來在遇到相同雨情情況下，河道流量將增加，因此，包澮河設計洪水應采用間接法成果，有效避免治理后下墊面變化對設計流量的影響。