洨河趙縣段治理工程洪水水文分析

□何書會(huì) 吳亞娜

洨河趙縣段治理工程洪水水文分析

□何書會(huì) 吳亞娜

1.流域及工程概況

洨河是海河流域子牙河系滏陽(yáng)河流域的一條支流，發(fā)源于鹿泉市南部淺山區(qū)，沿途經(jīng)過(guò)鹿泉、欒城、趙縣、元氏、寧晉等縣市，匯槐河后向東南進(jìn)入滏陽(yáng)河中游洼地——寧晉泊。本次洨河河道治理工程為洨河趙縣段自龍門橋至趙州橋，治理長(zhǎng)度為10km左右，治理的內(nèi)容包括：洨河左右堤防的加高培厚及堤頂水泥混凝土路面硬化，新建或改造排水涵洞，修建越堤道口等。通過(guò)上述工程措施，提高河段的防洪能力，保障沿河村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、工礦企業(yè)及縣城的防洪安全。

2.洨河設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法及成果

2.1 計(jì)算思路與方法

依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，河道治理按20年一遇設(shè)計(jì)，本次計(jì)算了50年、20年、10年、5年、3年一遇5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)洪水。由于沒(méi)有實(shí)測(cè)流量資料，設(shè)計(jì)洪水計(jì)算采用暴雨途徑推求，計(jì)算過(guò)程中將京廣鐵路以西按山區(qū)的暴雨～徑流關(guān)系計(jì)算產(chǎn)流，并考慮上游八一水庫(kù)的調(diào)蓄作用；京廣鐵路以東考慮平原的洪（瀝）水的匯入及洪水演進(jìn)的坦化作用，根據(jù)山區(qū)、平原不同的暴雨～徑流關(guān)系按面積加權(quán)法計(jì)算全流域產(chǎn)流，而后采用推理公式法、瞬時(shí)單位線法及平原除澇法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，綜合分析、比選成果。

2.2 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

一是流域特征值量算。本次根據(jù)1/ 5萬(wàn)地形圖，對(duì)洨河治理河段流域特征值進(jìn)行了量算，洨河治理位置以上流域面積1333km2，由石家莊市南泄洪渠、小北沙河、潴龍河等支流匯合而成，其中100m地形等高線以上山區(qū)面積428km2，京廣鐵路以西面積957km2，100m地形等高線以下平原面積905km2。

二是設(shè)計(jì)暴雨推求。根據(jù)《河北省設(shè)計(jì)暴雨圖集》（2004年）中的暴雨等值線圖，查得1h、6h、24h各時(shí)段的暴雨特征值，見(jiàn)表1。由暴雨特征值計(jì)算不同重現(xiàn)期的點(diǎn)暴雨量，再乘以點(diǎn)面折減系數(shù)得出設(shè)計(jì)面雨量。

三是設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算及成果。本次設(shè)計(jì)洪水計(jì)算根據(jù)流域匯流的基本情況及特征值參數(shù)、山區(qū)和平原面積的大小、按照設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成的方法分別進(jìn)行了計(jì)算分析。具體方法為：采用瞬時(shí)單位線法計(jì)算，并利用推理公式法進(jìn)行校驗(yàn)，計(jì)算過(guò)程中將京廣鐵路以西按山區(qū)的暴雨～徑流關(guān)系計(jì)算產(chǎn)流，京廣鐵路以東按平原的暴雨～徑流關(guān)系計(jì)算產(chǎn)流，而后按加權(quán)平均方法求得流域總產(chǎn)流量，并考慮上游八一水庫(kù)的調(diào)蓄作用。洨河治理河段不同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果：50年一遇設(shè)計(jì)流量為1690m3/s，20年一遇設(shè)計(jì)流量為886m3/s，10年一遇設(shè)計(jì)流量為488m3/s，5年一遇設(shè)計(jì)流量為237m3/s，3年一遇設(shè)計(jì)流量為126m3/s。

3.計(jì)算成果的合理性分析

3.1 與流域規(guī)劃成果對(duì)比分析

考慮因素對(duì)比分析。流域規(guī)劃中只考慮了京廣鐵路橋以西山區(qū)的流域產(chǎn)流，未考慮京廣鐵路橋以下平原的匯流作用，本次將京廣鐵路以西（按產(chǎn)流分區(qū)應(yīng)為100m等高線以上為山區(qū)，因此該區(qū)域有一部分為平原區(qū)）均按山區(qū)的方法計(jì)算流域產(chǎn)流，并考慮了京廣鐵路以東平原區(qū)的坦化和匯流影響，以及洨河上游的開(kāi)發(fā)建設(shè)情況，因此本次計(jì)算成果合理。本次計(jì)算成果與流域規(guī)劃的設(shè)計(jì)洪水對(duì)比成果見(jiàn)表2。

計(jì)算方法對(duì)比分析。流域規(guī)劃中采用推理公式的方法分別計(jì)算上游各支流的設(shè)計(jì)洪水，然后采用同頻率錯(cuò)時(shí)段疊加的方法計(jì)算；本次計(jì)算采用瞬時(shí)單位線法直接計(jì)算治理河段的設(shè)計(jì)洪水，且采用推理公式法劃分各個(gè)區(qū)域，運(yùn)用設(shè)計(jì)與相應(yīng)組合的方法計(jì)算治理段的設(shè)計(jì)洪水。眾所周知，流域規(guī)劃采用同頻率組合的方法，其成果也必然偏大。

表1 洨河治理河段流域暴雨特征值及設(shè)計(jì)暴雨成果表

表2 洨河治理河段設(shè)計(jì)洪水成果比較表

3.2 與實(shí)際發(fā)生的“96·8”暴雨洪水比較分析

本次通過(guò)該流域?qū)崪y(cè)“96·8”暴雨和調(diào)查的“96·8”洪水對(duì)計(jì)算成果進(jìn)行了驗(yàn)證，洨河流域“96·8”最大24h面雨量為360mm，其重現(xiàn)期接近100年；6h（與本流域匯流歷時(shí)τ=6.4h接近）面暴雨量為154mm，其重現(xiàn)期為50年。洨河流域“96·8”調(diào)查洪峰流量治理河段為720m3/s，京廣鐵路橋位置洪峰流量為1050 m3/s。與本次計(jì)算成果20年一遇設(shè)計(jì)流量886m3/s相比，“96·8”洪峰流量的重現(xiàn)期為20年左右。依據(jù)暴雨與洪水重現(xiàn)期的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)上述“96·8”實(shí)際暴雨洪水驗(yàn)證，說(shuō)明上述暴雨途徑計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水在洨河流域較為安全。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)洨河治理河段設(shè)計(jì)洪水計(jì)算和成果對(duì)比分析中可以看出，流域規(guī)劃成果偏大。我省在中小河流治理審查時(shí)，通常以流域規(guī)劃的原有成果為基準(zhǔn)是不合適的。流域規(guī)劃水文成果分析計(jì)算時(shí)，由于在短時(shí)間內(nèi)計(jì)算全省各河流干、支流的設(shè)計(jì)洪水，不可能做大量分析計(jì)算工作，且當(dāng)時(shí)多數(shù)從偏于安全的角度計(jì)算和選定了洪水成果?，F(xiàn)在隨著水文資料系列的增加及設(shè)計(jì)階段的深入，設(shè)計(jì)洪水成果有所變化應(yīng)屬必然。□

2014-05-12

何書會(huì)，男，漢族，河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，正高級(jí)工程師。

吳亞娜，女，漢族，河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，助理工程師。