大遼河入海口地區(qū)洪潮遭遇分析

張福然，王海紅

（遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

大遼河入海口地區(qū)洪潮遭遇分析

張福然，王海紅

（遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

采用大遼河入?？诘貐^(qū)三岔河站與營(yíng)口站 1954—2010 實(shí)測(cè)潮位資料，分析了以洪水為主和以潮水為主的洪潮遭遇組合情況，確定了推求大遼河河道水面線所需的起始水位和起始流量，為大遼河河道防洪整治提供了重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。

設(shè)計(jì)洪水；洪水位；潮水位；洪潮遭遇；大遼河

1 概述

大遼河是遼寧省境內(nèi)河流，為渾河、太子河匯合后由三岔河至營(yíng)口入海的河段，流域面積為 2 166 km2，河長(zhǎng) 98 km，河道比降約為 0.01%。渾河發(fā)源于遼寧省清原縣長(zhǎng)白山余脈滾馬嶺，由東北向西南流經(jīng)撫順、沈陽(yáng)、等市縣；太子河是遼寧省東南部較大河流，發(fā)源于新賓縣大紅石砬子，流經(jīng)本溪、遼陽(yáng)、鞍山 3 市，至三岔河與渾河匯合匯入大遼河，三岔河以上流域面積為 13 883 km2。渾河干流撫順境內(nèi)建有大伙房水庫(kù)，支流東洲河上建有關(guān)山水庫(kù)；太子河上建有本溪縣境內(nèi)的觀音閣水庫(kù)，遼陽(yáng)的葠窩水庫(kù)以及支流上湯河水庫(kù)。

大遼河為感潮河段，潮汐類型屬于不正規(guī)半日潮，潮汐從?？诳缮纤葜寥砗右陨稀Ｗ匀砗右韵聞澐譃?段：三岔河至田莊臺(tái)為徑流控制段，每逢汛期隨著上游來(lái)水的消漲，潮差和潮量有明顯變化；田莊臺(tái)至營(yíng)口為過(guò)渡段，徑流和潮水作用相當(dāng)，二者之間相互轉(zhuǎn)化，交替影響；營(yíng)口以下為潮流段，此河段全部受潮水控制。流域站點(diǎn)分布圖見(jiàn)圖1。

2 基本資料

大遼河有 3 處水位站，分別是：三岔河、田莊臺(tái)及營(yíng)口站，三岔河站和營(yíng)口站分別位于大遼河兩端，觀測(cè)資料較長(zhǎng)，均為 1954—2010 年；田莊臺(tái)水位站觀測(cè)資料年限為1954—1992 年。

由于三岔河站缺少流量觀測(cè)資料，故采用渾河沈陽(yáng)站及太子河遼陽(yáng)站洪水資料分析三岔河站設(shè)計(jì)洪水。沈陽(yáng)站自 1935 年開(kāi)始水文觀測(cè)，至今已有 76 年流量資料，遼陽(yáng)站自 1934 年開(kāi)始水文觀測(cè)，1945 年 8 月至 1949 年 6 月停測(cè)，而后一直觀測(cè)至今，具有近 71 年流量資料。

三岔河站歷年最高水位的高低可代表內(nèi)河洪水大小，營(yíng)口站潮位可代表外海潮位，因此大遼河河口的洪潮遭遇即為分析三岔河站與營(yíng)口站水位的遭遇情況。

3 設(shè)計(jì)洪水

3.1 沈陽(yáng)站及以下組合洪水

以沈陽(yáng)站控制，以上分為大伙房水庫(kù)和大伙房～沈陽(yáng)區(qū)間二個(gè)分區(qū)。采用同頻率組成法，按照大伙房～沈陽(yáng)區(qū)間設(shè)計(jì)、大伙房水庫(kù)相應(yīng)和大伙房水庫(kù)設(shè)計(jì)、大伙房～沈陽(yáng)區(qū)間相應(yīng) 2 個(gè)組成方案。選擇 1995 年和 1960 年作為設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成的典型年。各分區(qū)的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線均采用洪峰、3 d、7 d 和 13 d 日洪量同頻率控制放大典型。經(jīng)分析，采用“大伙房相應(yīng)、大伙房～沈陽(yáng)區(qū)間設(shè)計(jì)”的組成方案計(jì)算成果作為沈陽(yáng)站組合洪水。

由于渾河洪水主要來(lái)自沈陽(yáng)以上山區(qū)，沈陽(yáng)站以下洪水經(jīng)河道調(diào)蓄作用洪峰有所減少，沿程雖有支流加入，其組合洪峰亦不大于上游沈陽(yáng)站洪水，如 1995 年洪水，沈陽(yáng)站洪峰為 6 365m3/s，黃臘坨為 6 343m3/s，邢家窩棚為 6 510 m3/s，可見(jiàn)洪峰變化不大，故沈陽(yáng)站至三岔河之間河道各地點(diǎn)的設(shè)計(jì)洪水均采用沈陽(yáng)站組合洪水成果。

3.2 遼陽(yáng)站及以下組合洪水

以遼陽(yáng)站控制，以上分為 4 個(gè)分區(qū)，即觀音閣、觀~參區(qū)間、湯河和參、湯~遼區(qū)間。按參窩以上設(shè)計(jì)，湯河與參、湯~遼區(qū)間分區(qū)相應(yīng)和參窩以上相應(yīng)，湯河與參、湯~遼區(qū)間分區(qū)設(shè)計(jì) 2 個(gè)組成方案分析。以 1960 年和 1995 年為典型，各相應(yīng)分區(qū)洪量按典型年分配。各分區(qū)的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線均以洪峰、7 d日洪量同頻率控制放大典型。最終遼陽(yáng)站各頻率組合洪水成果采用各組成方案的最大組合流量。

遼陽(yáng)至三岔河之間各地點(diǎn)，干支流洪水基本不遭遇，洪峰沿程沒(méi)有發(fā)生較大變化，與遼陽(yáng)組合洪水成果相同。

3.3 大遼河組合洪水

渾河、太子河為相鄰流域，兩河基本上同時(shí)發(fā)生洪水，根據(jù) 1935—1944，1949—2010 年共 72 年資料，渾、太河同時(shí)發(fā)生大洪水年份占一半以上。渾河沈陽(yáng)站控制面積 7 944 km2，占全流域 的 69.2% ，河道長(zhǎng) 245 km；太 子 河 遼 陽(yáng) 站 控制面積 8 082 km2，占全流域的 58.2%，河道長(zhǎng) 250 km。沈陽(yáng)、遼陽(yáng)以下河段均有堤防，渾、太河的洪水主要來(lái)自沈陽(yáng)、遼陽(yáng)以上，而且大暴雨面積基本籠罩兩河，因此沈陽(yáng)、遼陽(yáng)洪峰出現(xiàn)時(shí)間很接近，一般相差 6 h（遼陽(yáng)洪水滯后），沈陽(yáng)~三岔河傳播時(shí)間為 39 h，遼陽(yáng)~三岔河為 30 h，而一次洪水主峰過(guò)程約 3 d，故兩河洪水基本是遭遇的，兩者疊加后所得最大組合流量即為大遼河組合設(shè)計(jì)流量，典型年選擇1960，1995 年，經(jīng)分析計(jì)算后采用 1960 年為典型的組合洪水成果：頻率為 P=1%時(shí)為 10 750m3/s，P=2%時(shí)為 8 880 m3/s，P=5%時(shí)為 7 650m3/s，P=10%時(shí)為 6 620 m3/s。

4 設(shè)計(jì)潮位

對(duì)三岔河站和營(yíng)口站 1954—2010 年高潮系列分別進(jìn)行頻率計(jì)算，線型選擇 P-Ⅲ型頻率曲線。計(jì)算成果見(jiàn)表,1，頻率曲線見(jiàn)圖 1，圖 2。

表 1 大遼河設(shè)計(jì)潮位成果表（85國(guó)家高程基準(zhǔn)）

圖1 三岔河站高潮位頻率曲線圖

5 洪潮遭遇分析

圖2 營(yíng)口站高潮位頻率曲線圖

因大遼河堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)按 50 年一遇設(shè)計(jì)，可考慮兩種遭遇組合方式進(jìn)行分析：①當(dāng)內(nèi)河發(fā)生 50年一遇洪水時(shí)，相應(yīng)營(yíng)口站的潮位對(duì)應(yīng)情況稱之為以洪水為主潮水相應(yīng)的遭遇；②營(yíng)口潮位站出現(xiàn) 50 年一遇高潮位，相應(yīng)上游的洪水情況稱之為以潮水為主洪水相應(yīng)的遭遇。

5.1 洪水為主潮水相應(yīng)的遭遇

統(tǒng)計(jì)三岔河站歷年最高水位及發(fā)生時(shí)間次日的營(yíng)口站出現(xiàn)的最高潮位即營(yíng)口站相應(yīng)最高潮位資料，點(diǎn)繪兩者相關(guān)關(guān)系，同時(shí)點(diǎn)繪兩站設(shè)計(jì)洪潮遭遇線，如圖 3。

圖3 三岔河最高水位與營(yíng)口相應(yīng)高潮位相關(guān)圖

由圖 3 可以看出，1954~2010 年共 57 年系列點(diǎn)據(jù)中只有 3 年位于遭遇線之上，即洪水潮水發(fā)生遭遇，但都是低水位情況，水位不足 2 年一遇。營(yíng)口相應(yīng)潮位最高為 2.786 m，低于營(yíng)口多年平均高潮位 2.83 m，即多年實(shí)測(cè)系列中內(nèi)河發(fā)生洪 水時(shí)遭遇外海潮位均未超過(guò)多年平均高潮 位[2]，故以洪水為主時(shí)，采用大遼河發(fā)生 50 年一遇洪水遭遇外海多年平均高潮位 2.83 m。

5.2 潮水為主洪水相應(yīng)的遭遇

統(tǒng)計(jì)營(yíng)口站歷年最高潮位及發(fā)生時(shí)間前一天的三岔河站最高水位即三岔河站相應(yīng)最高水位系列，點(diǎn)繪兩者相關(guān)關(guān)系，同時(shí)點(diǎn)繪兩站設(shè)計(jì)洪潮遭遇線，如圖 4。

可圖 4以看出，點(diǎn)據(jù)中有 8年發(fā)生了外海大潮遭遇內(nèi)河大洪水的情況，此 8 年中外海最高潮位為 5 年一遇，潮水遭遇的內(nèi)河洪水為 10~20 年一遇；其他 49 年中，外海大潮遭遇內(nèi)河很小的洪水，當(dāng)外海發(fā)生大于 10年一遇的潮水時(shí)，遭遇內(nèi)河的最大洪水僅為接近 5年一遇。

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