洪渡河水文計算與分析

翁娜娜

（遵義灌區管理局，貴州 遵義 563000）

1 概況

洪渡河位于遵義市東北部，為烏江下游左岸一級支流，發源于湄潭縣西河鄉南，流經鳳崗、正安、湄潭、務川等地后在洪渡鎮注入烏江，流域面積3677 km2，干流河長205 km，多年平均徑流量27.0 億m3，河口多年平均流量78.9 m3/s。洪渡河干流河道天然落差981 m，水力理論蘊藏量25.8 萬kW，技術可開發量14.3萬kW[1]。

洪渡河流域地勢西北高、東南低，水系呈羽毛狀分布。上游河段先后接納支流謝壩河、江綠溪、綏陽河、黃都河、官壩河，中游河段先后接納羊崗河、巖門河、車南河等。上游河段穿行于山丘區，河谷略開闊，兩岸分別串珠狀小盆地；中游河段多流經深切河谷，傍河耕地零星分布；下游河段河谷深切狹窄，兩岸多絕壁坍巖，河床多亂石，險灘陡峭，水流湍急[2]。

2 氣象水文

2.1 氣候

洪渡河流域屬中亞熱帶濕潤季風氣候區，主要受兩高切變和冷鋒型天氣系統影響，冬暖夏熱、四季分明、雨量豐沛。多年平均氣溫15.5℃，極端最高、最低氣溫分別為39.5 ℃、-6.8 ℃；年平均相對濕度80%；年平均日照時數1008.1 h；全年無霜期287 d，最大積雪深度14 cm；全年靜風頻率37%，多年平均風速1.4 m/s，多年平均最大風速10.6 m/s；多年平均年降水量1186.9 mm，實測最大、最小年降水量分別為1625.3、830.8 mm，降水集中在4—9月，占年總量的76.7%，設計壩址以上流域多年平均面降水量為1189.0 mm。

2.2 水文

洪渡河流域設有官壩、江濱、沙壩水文站，設計壩址位于該3 處水文站上游，鄰近的芙蓉江下游有長壩水文站。

江濱水文站為洪渡河控制站，控制流域面積2497 km2，測驗河段順直呈“U”形，中低水位水流平穩。測站采用黃海高程系統，人工觀測水位；流速采用流速儀0.6 D法、高水位時浮標法或水面一點法施測；大斷面測量汛前、汛后各1 次。測次分布、水位分級、時間過程、測量精度等均符合整編要求，測驗斷面沖淤變幅不大，歷年水位流量關系呈密集帶狀分布、曲線外延不大，因此該站實測資料代表性較強。2010年，受下游石埡子水庫蓄水影響，江濱水文站撤銷，有1965—2009年共45 a 實測資料，長度滿足要求，故選定為本次計算的參證站。

官壩水文站控制流域面積1297 km2，測驗河段順直、河床穩定，整編資料合理可靠，但系列較短，僅有1960—1964年共5 a 資料，本次計算主要用于延展江濱水文站資料。

長壩水文站為芙蓉江下游控制站，控制流域面積5454 km2，具有1959年以來的觀測資料。該站測量斷面穩定，歷年流量水位關系定線及高低水延長合理，與江濱水文站同期資料相關性良好，資料用于江濱站插補延長使用[3]。

采用面積比擬法，將官壩水文站1960—1964年實測資料比擬至江濱水文站；通過長壩水文站與江濱水文站同期徑流量相關關系，利用長壩水文站2010—2015年實測徑流資料推求江濱水文站流量資料。經計算，兩站1965—2009年徑流相關系數R=0.923，建立相關方程y=0.638x-4.984，延展2010—2015年江濱水文站流量資料。江濱水文站年平均流量延展成果，詳見表1。

表1 江濱水文站年平均流量延展成果m3/s

3 徑流計算

3.1 徑流特性與枯流分析

洪渡河屬典型的山區雨源型河流，徑流由降水補給，徑流特性與降水特性基本一致，洪枯懸殊，年際變化小且年內分配不均，最大年和最小年分別為多年平均流量的1.64和0.56倍，豐枯比為2.91；豐水期5—10月徑流量占全年的76.3%，枯水期11—4月徑流量占全年的23.7%。

根據江濱水文站實測枯水徑流資料，枯水流量多發生在12—3月，個別年份因汛期久旱無雨在7—9月形成短暫枯水期，江濱水文站歷年最小月平均流量為11.2 m3/s，相應枯流模數為4.52 L/（s·km2），由此推算壩址處最小月平均流量為4.51 m3/s。

孔子復禮的目的是為了社會安定，為規范社會尋求路徑，即使孔子對禮的強調在當時并未得到足夠的重視。但在后來的歷史實踐卻將孔子禮內容一一實踐，并在這種實踐中證明了禮之可能性與有用性。誠然，孔子禮的作用在封建社會中更多體現在于維護和鞏固了貴族階級的統治地位，但謀求社會有序運行乃至揭示社會結構基本法則方面的意義亦是相當明確的。孔子欲謀求社會的有序運行，則必須借助禮這一推動道德主體境界、倫理整體的發展的工具和紐帶。所以，孔子禮的實踐，不僅包含主體的道德實踐范疇，還包括道德實踐主體的境界，這是從整體上而言。

3.2 參證站徑流計算

根據插補延長后江濱水文站1960—2015 共計56 a徑流資料，基于延展后的逐月平均流量，按多年平均、豐水期5—10月、枯水期11—4月、年最小月平均流量進行頻率分析，以P-Ⅲ型曲線適線，徑流統計分析成果詳見表2。

表2 江濱水文站月平均流量統計分析成果

3.3 壩址處徑流計算

壩址處徑流以江濱水文站為參證站，以水文比擬法推求。壩址距水文站約40 km，壩址以上流域多年平均降水量以綏陽場、復興場、流渡、涪洋、鳳岡等6 站代表，面平均雨量為1189.0 mm；江濱水文站以上流域以務川、煎茶溪、鎮南、江濱、涪洋、豐樂等10 站代表，面平均雨量為1191.0 mm，二者僅相差1.7‰，可不考慮降水修正。其計算公式為：

式中：Q設為設計流域（壩址處）流量（m3/s）；Q參為參證站（江濱水文站）流量（m3/s）；F設為設計流域（壩址以上）面積（km2），取997 km2；F參為參證站（江濱水文站）以上流域面積（km2），取2479 km2。

經計算可得，壩址處多年平均流量為22.3 m3/s，合年徑流量7.03億m3。

查貴州省1956—2000年年徑流變差系數等值線圖，該區域年徑流Cv為0.28～0.30。根據地區變化規律，壩址處變差系數較江濱水文站應略大，經綜合分析確定壩址處年徑流量變差系數Cv取0.29。根據壩址處多年平均流量及變差系數得到年平均流量理論頻率曲線，進而計算壩址處逐年設計月平均流量成果，并按多年平均、豐水期5—10月、枯水期11—4月、年最小月平均流量進行頻率分析計算，以P-Ⅲ型曲線適線，成果詳見表3。

表3 壩址處月平均流量統計分析成果

4 洪水計算

4.1 暴雨洪水特性與歷史洪水調查

洪渡河位于大婁山南面迎風坡上，易受冷鋒低槽和兩高切變天氣系統影響形成大暴雨，量級大、強度大、歷時短，易造成災害性洪水。洪渡河流域年最大洪水多發生在5—9月，4、10月亦有年最大洪水發生，5—7月為暴雨洪水集中期，洪水場次約占全年的84%。洪渡河河床下切深，岸坡陡峭，河槽調蓄作用小，洪水陡漲緩落，洪峰持續時間只有1～2 h，漲洪歷時一般12 h左右，退水歷時一般60～80 h，總歷時約為3～4 d，洪峰多為單峰，對工程最為不利的復式峰亦偶有出現[4]。

洪渡河江濱水文站歷史上在1935、1977、1978、1996、1999年發生過較大洪水，其中1935年洪水無實測成果，其余年份均有實測洪峰成果。中國水電顧問集團貴陽勘測設計研究院于2006年對1935年洪水歷史調查成果重新率定，確定洪峰流量為9170 m3/s，重現期考證定為426～195 a；1977、1978年洪水洪峰受浮標系數影響，整編資料修正調整為4470、3620 m3/s；壩址處調查1996年洪水重現期定為45 a，1999年洪水重現期為20 a。

4.2 參證站洪水計算

對江濱水文站和長壩水文站同期年最大洪峰流量作相關性分析，2站年最大洪峰流量成果相關性較差，不宜采用長壩水文站2010—2015年洪峰流量對江濱水文站洪峰流量資料系列進行延展；此外壩址以下沙壩水電站入庫洪峰流量是根據某時段的庫水位變化及該時段下泄水量推算的，且記錄時段從0.5～4 h 不等，其記錄的洪峰多為某時段的平均入庫流量，而非瞬時最大入庫洪峰流量，因此采用其延展江濱水文站洪峰系列資料亦不合適。由于洪渡河河槽下切深，河道狹窄，槽蓄能力差，暴雨分布比較均勻，因此可將官壩水文站洪水成果比擬到江濱水文站使用。綜上，洪水計算采用江濱水文站1960—2009年實測洪峰洪量資料。

采用水文比擬法，將官壩水文站1960—1964年實測洪峰洪量資料移到江濱水文站，洪峰洪量計算公式為：

式中：X江濱為江濱水文站洪峰流量（m3/s）、洪量（億m3）；X官壩為官壩水文站洪峰流量（m3/s）、洪量（億m3）；F江濱為江濱水文站流域面積（km2），取2479 km2；F官壩為官壩水文站流域面積（km2），取1297 km2；n為洪峰流量和1、3 d洪量面積比指數，分別為0.67和0.84 、0.90。

將江濱水文站1960—2009年系列資料與歷史洪水調查成果結合，以P-Ⅲ型曲線適線，并根據鄰近工程分析成果按照江濱水文站1、3 d洪量的1.10、1.05 倍推求年最大24、72 h 洪量成果。江濱水文站設計洪水成果，詳見表4。

表4 江濱水文站設計洪水計算成果

4.3 壩址處設計洪水計算

壩址設計洪水以江濱水文站為參證站采用水文比擬法計算，同式（2），洪峰流量和1、3 d 洪量面積比指數為0.67 和0.84、0.90。按一般規律，同一流域內洪峰Cv值與流域面積大小呈負相關關系，壩址以上流域面積占參證站流域面積的46%，根據鄰近地區類似工程分析成果，Cv取0.71，Cs=4Cv。按照壩址處1、3 d 洪量的1.10 倍、1.05 倍推求年最大24、72 h 洪量成果，年最大24 h 洪量統計參數Cv取0.49，Cs=3.5Cv；年最大72 h 洪量統計參數Cv取0.47，Cs=3.5Cv。壩址處設計洪水計算成果，詳見表5。

表5 壩址處設計洪水計算成果

4.4 合理性分析

根據上述計算成果，計算推求的45 a 一遇洪水（P=2.22%）洪峰流量為3410 m3/s，調查的壩址處1996年洪水洪峰流量為3380 m3/s，該年洪水重現期約為45 a；計算推求的20 a 一遇洪水（P=5%）洪峰流量為2640 m3/s，調查的壩址處1999年洪水洪峰流量為2650 m3/s，該年洪水重現期約為20 a。由此可見，計算得到的壩址處洪水成果與歷史調查成果接近，成果基本合理。

4.5 分期洪水

壩址河段屬窄深式河槽，洪水來勢兇猛，因此施工主要安排在枯期進行。根據洪渡河流域暴雨、洪水特性和施工進度安排，擬定11—3月、11—4月、12—3月、12—4月4個分期，根據江濱水文站歷年相應時段實測資料，以經驗頻率計算各分期洪水，并采用水文比擬法移到壩址，面積比指數n取0.67，即為壩址處施工期洪水成果，詳見表6。

表6 江濱水文站、壩址處分期洪水成果m3/s

5 結語

為滿足區域發展尤其是農業灌溉和引水供水需求，在洪渡河上擬修建冉渡灘水庫。根據洪渡河流域特點，通過選取合適水文站為參證站，并對實測成果進行插補延長，采用水文比擬法得到了壩址處設計徑流與洪水成果，并對施工期洪水洪峰流量進行了計算。在此基礎上，可以進一步對庫區支流回水區主要控制斷面的設計洪水和輸水線路等跨河建筑物洪水進行計算，為工程初步設計提供更加細致的參考依據。