大凌河干流設計洪水分析

唐慶瑜

(遼陽市太子河防洪工程建設管理處，遼寧 遼陽111000)

1 流域概況

大凌河是遼寧省西部最大的河流，發(fā)源于建昌縣的水泉溝，海拔高程1 150 m，流經(jīng)朝陽、北票、義縣于凌海注入渤海。大凌河的支流多集中于左側，較大支流有老虎山河、涼水河子河、牤牛河及西河。

2 干流設計洪水

2.1 洪水特性分析

大凌河流域洪水主要由大暴雨形成，其主要天氣系統(tǒng)為華北氣旋、臺風、高空槽。由于大凌河流域面積較大，且受地形影響，降水在地區(qū)分布上極不均勻，除大水年外，一般多為局部產(chǎn)流，根據(jù)解放后的資料統(tǒng)計，大凌河洪水主要來源于干流上窩堡以上及左側支流老虎山河、牤牛河、細河等。洪水多集中在7—8 月，洪水陡漲陡落，峰高量大，一次洪水歷時一般為3 ～5 d，雙峰間隔時間3 ～4 d。

2.2 洪水資料

白石水庫初設時洪水資料系列為1949—1992年。由于大凌河上建有宮山咀、閻王鼻子、白石水庫，所以需進行水庫還原計算。為了延長資料，通過分析點繪了朝陽、大凌河、凌海三站實測流量與還原流量相關圖。通過關系線還原、延長上述三站1993—1999 年資料。由于閻王鼻子、白石水庫1999年后開始蓄水運用，所以將資料延長到1999 年。資料系列為1949—1999 年。洪水系列洪峰按年內(nèi)最大值法選樣，洪量按連續(xù)最大值法選樣。大凌河流域一次洪水歷時為3 ～5 d，雙峰間隔時間為3 ～4 d，從各站大水年不同時段統(tǒng)計分析，5 d洪量占7 d洪量的80%～90%，多數(shù)在90%以上，5 d洪量占10 d洪量的比重也多在80%以上，因此設計時段選用5 d洪量分析計算［1］。

2.3 歷史洪水調查及文獻資料

大凌河干、支流主要站歷史洪水于1958、1961年曾做過調查，1962 年大洪水后又對個別站做了核對。1980 年編撰《遼寧省歷史洪水匯編》時，對主要站做了復查，并于1982 年12 月編寫了《大凌河歷史洪水的分析和處理報告》。1988 年做大凌河水文分析時對主要站又進行復查和核算。1994 年大凌河發(fā)生洪水時又對大凌河洪水進行了調查。本流域較大的歷史洪水有1790、1886、1930、1949、1962、1994 年，其中1949 年是大凌河歷史上特大洪水，其洪峰流量為36 500 m3/s。1962 年洪水為實測系列最大，大凌河站實測洪峰流量為17 300 m3/s，扣除垮壩影響應為14 000 m3/s。白石水庫可研時復核認為1949 年洪峰值可能偏大，因為朝陽、涼水河子、迷力營子這3個站洪峰之和為32 920 m3/s，故洪水頻率分析中適線時做了考慮。初設時再次進行分析核定。認為1961 年調查計算成果更接近實際，故采用1961 年成果，其洪峰流量為30 400 m3/s。

2.4 歷史洪水重現(xiàn)期分析

根據(jù)歷史洪水調查和歷史文獻記載，大凌河在乾隆55 年(1790 年)曾發(fā)生一次特大洪水，但比1949 年洪水小，大凌河站1949 年洪水重現(xiàn)期應超過300 a。其他年份的洪峰與1949 年洪峰量級相差較多，也較常遇，其重現(xiàn)期按光緒十二年(1886 年)—1999 年以來2 ～8 位考慮，重現(xiàn)期為114 a，連續(xù)系列提出6 位后，1966 年按第7 位計。

綜上所述1949 年洪水是大凌河流域第一位洪水，也是朝陽站第一位洪水，但量級較大凌河站相差較多，其重現(xiàn)期按乾隆55 年(1790 年)—1999 年以來計，即重現(xiàn)期為210 年。1930 年洪水調查值從上、下游平衡看偏小，而1945 年上、下游均沒調查到，其值又接近1966 年，故這兩年沒參加計算，連續(xù)系列提出1949、1962 年以后，1984 年定為第3 位。

凌海1949、1930 年洪水僅查到順位沒有計算洪峰流量，根據(jù)上下游對照，1949 年洪峰也在30 000 m3/s以上，其重現(xiàn)期與大凌河應一致，1962、94、63、69、17、84 年其重現(xiàn)期按光緒十二年(1886年)～1999 年以來3 ～8 位考慮，重現(xiàn)期為114 a，而1998、年按連續(xù)系列第7 位處理。

2.5 宮山咀水庫設計洪水

1)洪峰:宮山咀水庫壩址處沒有洪水調查資料，但在壩址下游11 km處的沈家洼子站有洪水調查資料，沈家洼子站集水面積972 km2，在建昌縣北約3 km，河段順直、灘地較小，控制尚好。調查到的歷史洪水有1886、1929、1930、1949 年。從調查看宮山咀水庫地區(qū)歷史洪水1886 年最大，所以重現(xiàn)期應按(1886 年)～2009 年考慮(重現(xiàn)期為124 年)，其洪水順位為1886 年為124 年的第一位，1930 年第二位，1929 年第三位，1949 年第四位;連續(xù)系列提出1949年后，1962 年按第2 位計。在頻率計算時，1929 年和1949 年按平均順位計算。

2)5 d洪量:洪量的大小不完全取決于洪峰大小，很大程度取決于峰型的胖瘦，是單峰還是多峰，情況比較復雜，其重現(xiàn)期考證較洪峰流量困難得多。

宮山咀水庫較大洪水為1886、1929、1930、1949、1962 年。根據(jù)歷史文獻記載和歷史洪水調查，認為1886 年洪水可能為雙峰，1930、1949 年等洪水均為單峰。1962 年洪水為實測系列的首位洪水，峰型為雙峰，前鋒小后峰大，間隔時間約1 a左右。

河北省在做灤河桃林口水庫水文分析時，對1949、1962 兩年3 d和6 d洪量做了比較，1949 年洪峰較1962 年大60%～70%，但洪量相差不多。

根據(jù)上述分析，宮山咀水庫5 d洪量重現(xiàn)期，1886年與洪峰一致是第一位洪水，重現(xiàn)期為124 a(沒有洪量值空位)，連續(xù)系列為1950—2009 年，1962 年洪水重現(xiàn)期相當與不連續(xù)系列的第二位，因此宮山咀水庫五日洪量頻率計算按連續(xù)系列計算。

2.6 宮山咀水庫洪峰與洪量頻率計算

宮山咀水庫洪水計算采用(1949—2009 年)資料系列。洪峰、洪量頻率計算，根據(jù)歷史洪水調查和文獻考證確定的重現(xiàn)期，頻率曲線采用皮爾遜Ⅲ型曲線，采用繪線讀點補矩法初步估算統(tǒng)計均值、變差系數(shù)Cv 和偏態(tài)系數(shù)Cs 參數(shù)。采用經(jīng)驗適線法確定參數(shù)，洪峰Cs=3.0Cv、洪量Cs=2.5Cv，Cv 經(jīng)綜合平衡后選定。洪水系列的經(jīng)驗點據(jù)與理論曲線配合較好。

2.7 干流設計洪水成果

大凌河設計洪水已進行過多次分析，在《大凌河水文分析報告》中設計洪水分析成果水文資料截止到1985 年?！栋资畮旃こ坛醪皆O計》成果中水文資料延長到1992 年。經(jīng)計算分析比較上述成果基本一致。因此白石水庫設計洪水成果采用《大凌河水文分析報告》中的設計洪水成果。2005 年做《大凌河防洪工程可行性研究》設計洪水，是在白石水庫初設階段采用的洪水系列基礎上，增加了大凌河朝陽、大凌河、凌海站1993—1999 年洪水系列。上述三站洪峰、洪量頻率計算，根據(jù)歷史洪水調查和文獻考證確定的重現(xiàn)期，然后重新進行了頻率計算。大凌河1994 年發(fā)生了較大洪水，義縣站洪峰流量為12 600 m3/s，凌海站洪峰流量為12 200 m3/s，相當于20 ～25 a一遇洪水，考慮大凌河自1994 年以后未發(fā)生較大洪水，所以洪水系列沒有延長，故未對大凌河上窩堡、朝陽、白石水庫、凌海站設計洪水重新復核。

［1］白利鋒，王鑫東.大凌河北支設計洪水計算［J］.中國科技信息，2008(06):97－99.