狗河流域斷面洪水組合流量推求

于 海

(營(yíng)口市老邊區(qū)水利事務(wù)中心，遼寧 營(yíng)口 115000)

1 概 述

狗河發(fā)源于綏中縣加碑巖鄉(xiāng)窩嶺村康莊北，流經(jīng)加碑巖、秋子溝、明水、范家、前衛(wèi)、沙河、網(wǎng)戶、荒地等八個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。河流穿過(guò)京沈高速公路橋、G102國(guó)道橋、沈山鐵路及濱海公路后注入渤海，是綏中最大的獨(dú)流入海河流。全長(zhǎng)86.7km,流城面積539km2,多年平均徑流量為13522萬(wàn)m3。流域上游較寬，中下游較窄，狗河北與六股河支流黑水河及狗河流域相連，西南與石河流域相鄰，東靠貓眼河。

狗河流域位于黑山與燕山山脈銜接的低山丘陵，上游分水嶺海拔多在500-1100m，境內(nèi)山峰連綿，如大錐山、平頂山、南大山、老佛山、筆架山等20余座。河道上游支流較多，流域內(nèi)相對(duì)高度多在300m-700m，地勢(shì)較陡峻，河道上游卵石最大粒徑可達(dá)40cm-70cm，下游最小卵石粒徑也在1-2cm以上，全河床以卵石為主，粗砂、細(xì)砂較少。狗河屬典型的山區(qū)河流，山丘面積占全流域面積的95%以上，植被覆蓋較差[1-3]。

狗河流域現(xiàn)有在建水庫(kù)1座—猴山水庫(kù)。猴山水庫(kù)位于狗河中游沙河鎮(zhèn)趙家甸村上游約1km處，距離綏中縣約35km。水庫(kù)壩址以上河道長(zhǎng)47.9km，控制面積377km2，占狗河全流域面積的70%。猴山水庫(kù)任務(wù)是以向?yàn)I海經(jīng)濟(jì)區(qū)供水為主，兼顧灌溉的大型綜合利用水利樞紐工程。水庫(kù)總庫(kù)容為15070×104m3，工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大(2)型，永久性主要建筑物攔河壩、副壩均為2級(jí)建筑物；次要建筑物為3級(jí)；臨時(shí)性建筑物為4級(jí)。

2 氣象概況

狗河流域?qū)儆谥芯暥鹊貐^(qū)，屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，其特點(diǎn)是冬季以西北季風(fēng)為主，嚴(yán)寒干燥，夏季以東南季風(fēng)為主，炎熱多雨，四季冷暖干濕分明。

狗河流域降水量年際間變化大，以趙家甸為代表站，1970—2020年多年平均降水量為617.4mm，最大年降水量為1203 mm，最小年降水量為389.4 mm，降水量年內(nèi)分配也極不均勻，汛期(6-9)月占年降水量的80%左右，其分布趨勢(shì)自西南向北遞減，降水量年際變化也比較大。蒸發(fā)以綏中氣象站為代表站，多年平均蒸發(fā)量1764mm(20cm口徑蒸發(fā)皿)。多年平均月最大蒸發(fā)量發(fā)生在五月，為263.4mm；最小發(fā)生在一月，為41.8mm。氣溫以綏中氣象站為代表站，多年平均氣溫在10℃，極端最高氣溫達(dá)到39.8℃，極端最低氣溫為-26.4℃。相對(duì)濕度以綏中氣象站為代表站，多年平均相對(duì)濕度為63%，多年平均最大相對(duì)濕度出現(xiàn)在7月，為84%；多年平均最小出現(xiàn)在1-3月，為53%。霜以綏中氣象站為代表站，多年平均初霜日為10月上旬，多年平均終霜日為4月中旬，初霜最旱出現(xiàn)在9月7日，終霜最晚出現(xiàn)在4月26日。風(fēng)以綏中氣象站為代表站，多年平均風(fēng)速為2.4m/s，最大風(fēng)速可達(dá)20.0m/s，其相應(yīng)風(fēng)向?yàn)镹。1961-2020年多年平均年最大風(fēng)速14.4m/s。凍土深度以綏中氣象站為代表站，最大凍土深為1.25m，出現(xiàn)在3月份。

3 組合洪峰流量

3.1 基本情況

狗河流域有趙家甸水文站，該站設(shè)立于1970年6月，1988年撤站，有18a實(shí)測(cè)流量資料。流域內(nèi)有2處雨量站，雨量站觀測(cè)年限為1970-2020年。

鄰近的石河流域大風(fēng)口1961年設(shè)立為水文站，1964年停測(cè)，1974年6月大風(fēng)口水庫(kù)建成后設(shè)為水位站，1977年改為水文站，1983年水文總站又停測(cè)，但水庫(kù)本身仍觀測(cè)，實(shí)測(cè)流量資料1961-1963，1977-2020年。流域內(nèi)有4處雨量站。大風(fēng)口水庫(kù)站1983年后水文資料由大風(fēng)口水庫(kù)保存，未經(jīng)整編刊布。

河北省石河與遼寧省石河鄰近，河北石河流域小陳莊于1956年設(shè)立為水文站，1974年以后變成石河水庫(kù)站，收集到的水庫(kù)觀測(cè)資料到1987年。石河水庫(kù)控制面積569km2。

鄰近的六股河流域水文測(cè)站有綏中、前白水兩處水文站。綏中水文站觀測(cè)年限較長(zhǎng)，自1934年11月開(kāi)始觀測(cè)水位，到1945年6月停測(cè)。解施后于1950年3月恢復(fù)水位觀測(cè)，1954年6月改為水文站，一直到現(xiàn)在。前白水水文站，1964年6月設(shè)立為水文站，1971年6月改為水位站，1995年至今又恢復(fù)為水文站。流域內(nèi)雨量站共20處，其中有11處為汛期站。

3.2 年徑流量

狗河流域徑流補(bǔ)給主要來(lái)自降水，故降水、徑流在地區(qū)分布、年際變化，年內(nèi)分配上變化較為一致。

從遼寧省多年平均年徑流深等值線圖和多年平均年降水量等值線圖上看，降水徑流的變化趨勢(shì)較為一致，如年徑流深自南向北由250mm向200mm遞減，年降水量也自南向北由670mm向640mm遞減，其等值線約呈相互平行狀[4-7]。

狗河年徑流年際間變化較大。根據(jù)1970-2020年資料的統(tǒng)計(jì)，狗河趙家甸站最大降水量為1203mm,最小降水量為389mm，最大是最小降水的3.1倍。降水量在年內(nèi)分配也不均勻，多年平均7-8月降水量占全年降水量的55%左右。

狗河年徑流年際間變化較大。根據(jù)1956-2020年資料的統(tǒng)計(jì)，狗河趙家甸站最大年徑流量為268.76×106m3，最小年徑流量為13.03×106m3，最大是最小年徑流量的20.6倍[8]。可見(jiàn)狗河年徑流年際間豐枯懸殊。徑流量在年內(nèi)分配也極不均勻，多年平均7-8月徑流量占全年徑流量的75%左右。狗河多年平均降水量、徑流量年內(nèi)分配見(jiàn)表1。

表1 狗河趙家甸站降水、徑流年內(nèi)分配統(tǒng)計(jì)表

備注：降水單位：mm；徑流單位：106m3

通過(guò)對(duì)趙家甸站還原計(jì)算并對(duì)趙家甸站缺測(cè)年份的徑流進(jìn)行了插補(bǔ)延長(zhǎng)，并與相鄰站做相關(guān)分析，猴山水庫(kù)初步設(shè)計(jì)徑流采用系列為1956-2020年，猴山壩址徑流均值為8475萬(wàn)m3，狗河河口年徑流為11962萬(wàn)m3[9-11]。

3.2 組合洪峰流量

由于在建猴山水庫(kù)位于狗河中游，猴山水庫(kù)初步設(shè)計(jì)中對(duì)狗河流域的洪水進(jìn)行了分析，并對(duì)下游承擔(dān)10%頻率防洪任務(wù)，故此本段洪水成果采用猴山水庫(kù)中的計(jì)算成果[12]。

猴山水庫(kù)以上集雨面積為377km2,河流長(zhǎng)度47.9km；根據(jù)《遼寧省綏中猴山水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中猴山水庫(kù)以下選用控制斷面鐵路橋以上集雨面積530km2,鐵路橋至猴山水庫(kù)區(qū)間集雨面積為146km2。

本護(hù)岸工程位于狗河，左岸為小官帽村，右岸為大官帽村。與猴山水庫(kù)區(qū)間集水面積為130km2,本段洪峰流量采用小官帽斷面洪峰流量。

根據(jù)《遼寧省綏中猴山水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，狗河通過(guò)猴山水庫(kù)控制運(yùn)用后，控制斷面沈山鐵路橋處洪峰流量為1010m3/s。利用趙家甸水文站插補(bǔ)延長(zhǎng)的后的水文資料，利用面積比法和猴山水庫(kù)控制運(yùn)用放流之和，求本次治理區(qū)間的洪峰流量。小官帽處10a一遇洪峰流量為951m3/s。見(jiàn)表2。

表2 區(qū)間斷面洪水組合洪峰流量表

綜上所述，當(dāng)河道通過(guò)P=10%設(shè)計(jì)洪水時(shí)，洪峰流量為951m3/s。

4 結(jié) 論

根據(jù)遼寧省無(wú)資料地區(qū)及猴山水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告，對(duì)狗河流域斷面洪水組合進(jìn)行了推求，河道通過(guò)P=10%設(shè)計(jì)洪水時(shí)，洪峰流量為951m3/s。