淮北地區(qū)除澇水文計算辦法探討

路偉亭 王玉山

一、基本情況

淮北地區(qū)某河流上一水閘主要用于蓄水灌溉、防洪、排澇，非汛期關閘節(jié)制上游來水，為流域內(nèi)農(nóng)田灌溉及人畜飲水提供水源，控制灌溉面積3.2萬畝。閘上公路橋溝通兩岸的交通，便利兩岸人民的生產(chǎn)生活和交通運輸。該閘址以上集水面積247km2，河道比降約3/10000。

二、氣象

該地區(qū)屬暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，處于北亞熱帶和暖熱帶的過渡帶，具有南方和北方的氣候特點。冬季干冷，夏季多雨，四季分明，日照充足，雨量適中。但降雨年際變化顯著，年內(nèi)分布不均。冬季受西北利亞高壓控制，盛行偏北風，氣候寒冷，雨雪稀少；春季北方冷高壓勢力逐漸衰退，太平洋副熱帶高壓逐漸加強，氣溫回升快，雨水增多，由于冷暖空氣活動頻繁，天氣多變；夏季受太平洋副熱帶高壓控制，盛行偏南風，炎熱多雨，雨季一般從六月下旬開始，八月結(jié)束，雨量集中，強度較大，常易造成洪澇漬災害；秋季太平洋副熱帶高壓衰退，北方冷高壓增強，氣溫降低，雨水減少，常有秋旱，也有的年份秋雨連綿，影響秋種。

該地區(qū)光熱資源豐富，四季分明，多年平均氣溫14.50℃。最高氣溫出現(xiàn)在7月，最低氣溫一般在出現(xiàn)在1月。極端最高氣溫出現(xiàn)在1976年6月11日，為40.20℃；極端最低氣溫出現(xiàn)在1969年2月5日，為零下23.4℃。歷年平均初霜出現(xiàn)在10月下旬，終霜在4月上旬，全年無霜期207～217天。

該地區(qū)多年平均降水量為811.2mm，降水量最大年份是1963年，年降水量1320.2mm，降水量最小年份是2002年，僅為496.0mm。降水量最多年是最小年的兩倍多。

流域?qū)偌撅L性氣候區(qū)，風向有明顯季節(jié)性變化，3～7月多為東南風，8～10月多為東北風，11月至次年2月多為北風。年平均風速為2.5m/s，最大風速為20m/s。

三、水文計算

安徽省淮北地區(qū)除澇水文計算，歷來均采用由設計暴雨通過產(chǎn)、匯流推算的方法。現(xiàn)行采用的計算辦法為1981年《安徽省淮北地區(qū)除澇水文計算辦法》（以下簡稱《81年辦法》）。《81年辦法》是對原水電部淮河規(guī)劃組提出的《淮北除澇水文計算辦法》（亦稱“70北京對口成果”）使用范圍只限于流域面積為500～5000km2的補充，對集水面積在500km2以下流域及排水區(qū)計算進行了規(guī)定?！?1年辦法》是目前淮北骨干河道、邊界工程及排水區(qū)除澇水文計算的主要依據(jù)，多年來在治淮工程規(guī)劃、設計中廣泛采用。

該河流流域內(nèi)無水文站及水位站。因此，該河流設計洪水無法用直接法推求，只有用間接法推求。該河流域地處淮北平原東北部，除澇水文計算辦法采用省水利勘測設計院1981年9月制定的《安徽省淮北地區(qū)除澇水文計算辦法》。該辦法根據(jù)設計暴雨間接推求設計流量。

1.設計暴雨

根據(jù)1981年《安徽省淮北地區(qū)除澇水文計算辦法》附表2，該河流域設計暴雨成果見表1。

2.降雨～徑流關系

設計暴雨前期影響Pa值采用：3～5年一遇為45mm、10～20年一遇為55mm。

根據(jù)淮北地區(qū)降雨徑流分區(qū)，某河流域為b'區(qū)，采用3號次降雨徑流關系線，見表2。

3.設計洪水

河道設計流量計算公式為Q=KRF-0.25

式中：Q——日平均設計流量（m3/s）；

K——綜合系數(shù)，淮北地區(qū)統(tǒng)一采用0.026；

R——3d設計暴雨產(chǎn)生的徑流深。由設計頻率年流域內(nèi)平均3d面暴雨量（P）及前期影響雨量（Pa），查淮北地區(qū)次降雨徑流關系曲線求得；

F——流域面積（km2）。

表1 某河流域設計暴雨成果

表2 淮北平原次降雨徑流關系3號關系線成果表

表3 某水閘規(guī)劃設計參數(shù)

對于超標準洪水，由上述公式計算的流量作修峰處理，安徽省在實際應用中，3～5年一遇洪水不修峰，10年一遇洪水修峰系數(shù)為0.9，20年一遇洪水修峰系數(shù)為0.85，50年一遇洪水修峰系數(shù)為0.80。根據(jù)該閘流域面積查“淮北平原地區(qū)設計暴雨量表”及“淮北平原次降雨徑流關系曲線”求得不同頻率3d暴雨的徑流深，再按上述公式得出不同頻率的設計流量。計算成果見表3。

四、結(jié)論

通過對水文計算獲得的成果，為該河流治理、水閘除險加固提供基礎規(guī)劃參數(shù)，進一步推算設計水位，確定工程任務規(guī)模和設計標準，為工程建設服務