小潁河干流控制斷面設(shè)計(jì)洪水成果及對(duì)比

□盧 瑕 □李維東 □楊長(zhǎng)庚（河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司）

1 工程概況

1.1 河道概況

小潁河又名潁河，屬于淮河水系沙潁河流域，發(fā)源于伏牛山脈東麓登封市申坡村，自西向東流經(jīng)禹州、許昌、襄城、臨潁、郾城區(qū)、扶溝、西華等縣市區(qū)，于周口市附近的孫咀匯入沙河，小潁河全長(zhǎng)約263 km，流域面積7348 km2。小潁河主要支流有蜈蚣渠、清流河和清潩河。河道縱比降，白沙水庫(kù)以上為1/50～1/250，白沙水庫(kù)以下至潁橋?yàn)?/250～1/1250，潁橋至蜈蚣渠口為1/2050，以下河段比降1/4500～1/19000。

1.2 水利工程

1.2.1 水庫(kù)工程

小潁河治理段以上建有白沙水庫(kù)，位于小潁河上游登封、禹州兩市交界處的白沙鎮(zhèn)以北約300m，是一座以防洪、灌溉為主的大型水庫(kù)，控制面積985 km2，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇，總庫(kù)容2.95億m3。

潁河支流涌泉河上有紙坊中型水庫(kù)，位于涌泉河上游的紙坊村，控制流域面積138 km2。水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)100 a一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)5000 a一遇，總庫(kù)容4145萬m3。

1.2.2 橡膠壩工程

小潁河白沙水庫(kù)至潁橋水文站之間河段河槽現(xiàn)狀行洪能力1500m3/s，在水庫(kù)下游34 km處，建有供城鎮(zhèn)引用水的禹州第一橡膠壩，壩體高3m，再向下游約5.5 km建有第二橡膠壩，第三橡膠壩位于第二橡膠壩下游約8 km，壩高5m。

1.2.3 水閘工程

潁河干流自上游依次有化行閘、潁河閘、逍遙閘、黃橋閘四座大（2）型節(jié)制閘，主要用途均為灌溉。

2 主要控制斷面設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法及成果

2.1 南水北調(diào)中線總干渠潁河交叉斷面

南水北調(diào)中線總干渠與潁河交叉斷面以上流域面積1578 km2，經(jīng)對(duì)比分析，采用由雨量資料間接計(jì)算的洪水成果?？紤]上游白沙水庫(kù)和白沙至交叉斷面區(qū)間紙坊中型水庫(kù)的調(diào)蓄作用，按白沙、紙坊水庫(kù)與交叉斷面同頻率，白沙、紙坊水庫(kù)以下區(qū)間相應(yīng)和白沙、紙坊水庫(kù)以下區(qū)間與交叉斷面同頻率，白沙、紙坊水庫(kù)相應(yīng)兩種洪水地區(qū)組成，分別計(jì)算各區(qū)片洪水，水庫(kù)設(shè)計(jì)或相應(yīng)洪水過程經(jīng)調(diào)洪演算的泄流過程錯(cuò)傳播時(shí)間分別與區(qū)間相應(yīng)和設(shè)計(jì)洪水過程線疊加，得交叉斷面設(shè)計(jì)洪水，選其對(duì)工程不利的組合成果作為工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。

經(jīng)計(jì)算，小潁河南水北調(diào)交叉斷面5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量依次為1120，1780，2130，3160m3/s。該成果于1999年計(jì)算，2004年復(fù)核，2007年經(jīng)水利部水規(guī)總院審查批準(zhǔn)。

2.2 潁河禹州第三橡膠壩設(shè)計(jì)洪水

白沙-第三橡膠壩區(qū)間設(shè)計(jì)流量計(jì)算采用的經(jīng)驗(yàn)公式為：

求得，=539.68m3/s。沙潁河洪峰流量變差系數(shù)Cv=1.10，偏態(tài)系數(shù)Cs=2.50 Cv。經(jīng)計(jì)算，3，5，10，20 a一遇設(shè)計(jì)流量分別為503，820，1260，1730m3/s。

第三橡膠壩設(shè)計(jì)洪水為白沙以下區(qū)間設(shè)計(jì)流量加上水庫(kù)下泄流量，5 a，10 a，20 a一遇設(shè)計(jì)流量分別為920，1360，1930m3/s。該成果已經(jīng)有關(guān)部門審批，目前工程已建成投入使用。

2.3 化行站（化行閘）洪水計(jì)算

2011年5月中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司編制了《河南省許昌市潁河化行攔河閘除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告（修訂稿）》，該報(bào)告最終采用的是直接法計(jì)算結(jié)果，即將歷史洪水和實(shí)測(cè)流量排序進(jìn)行排頻，經(jīng)計(jì)算，化行閘5，10，20 a一遇設(shè)計(jì)洪峰流量依次為295，620，1060m3/s。

2.4 逍遙閘洪水計(jì)算

2012年5月本公司編制了《潁河逍遙節(jié)制閘除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，報(bào)告中最終采用的逍遙洪水過程線由繁城設(shè)計(jì)洪水過程錯(cuò)傳播時(shí)間與繁城至逍遙區(qū)間洪水過程線疊加得到，計(jì)算得逍遙閘5，10，20 a一遇設(shè)計(jì)洪峰流量依次為735，1163，1370m3/s。

2.5 黃橋閘設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

黃橋閘位于逍遙閘下游西華縣城西潁河上，控制流域面積7065 km2，根據(jù)流域的資料情況采用直接和間接兩種方法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，經(jīng)對(duì)比選用了間接法計(jì)算成果。其5，10，20 a一遇設(shè)計(jì)流量分別為1460，2060，2380m3/s。

表1 小潁河主要控制站設(shè)計(jì)洪水成果表

3 主要控制站設(shè)計(jì)流量成果及合理性分析

3.1 成果匯總

上述設(shè)計(jì)洪水成果已經(jīng)有關(guān)部門審查批準(zhǔn)，有的工程已經(jīng)實(shí)施或正在實(shí)施，現(xiàn)將這些成果匯總于表1。

根據(jù)以上各控制斷面的設(shè)計(jì)洪水成果，計(jì)算各控制斷面的20年一遇洪峰模數(shù)，見表2。

表2 小潁河主要控制站洪峰模數(shù)成果表

3.2 南水北調(diào)成果合理性分析

潁河南水北調(diào)工程斷面設(shè)計(jì)洪水是根據(jù)雨量資料間接推求，成果選用的是白沙、紙坊水庫(kù)至南水北調(diào)工程區(qū)間設(shè)計(jì)，白沙、紙坊水庫(kù)以上相應(yīng)，對(duì)工程最不利的洪水組合。本次通過區(qū)間暴雨的變化驗(yàn)證南水北調(diào)交叉斷洪水成果的合理性，將白沙、紙坊水庫(kù)至南水北調(diào)工程區(qū)間系列延長(zhǎng)至2010年，計(jì)算的均值為89.30mm，比2004年復(fù)核成果偏大2.50%，與1951-1987年原系列均值90.30mm相比，減小1.10%，Cv值及Cs/Cv一致。也就是說系列延長(zhǎng)后設(shè)計(jì)暴雨變化很小，說明采用原南水北調(diào)成果是合適的。

3.3 禹州第三橡膠壩成果分析

根據(jù)表1，由南水北調(diào)交叉斷面成果和化行閘的流域面積及設(shè)計(jì)洪水成果按對(duì)數(shù)插值得第三橡膠壩20年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為2096m3/s，比其采用值1932m3/s大8.50%，兩成果比較接近，也說明了禹州第三橡膠壩成果的合理性。

3.4 小潁河上、下游成果合理性及協(xié)調(diào)性

由表1可知，小潁河上游南水北調(diào)工程斷面至化行閘的設(shè)計(jì)流量逐漸減小，即上大、下小現(xiàn)象，原因有二，一是上游處于淺山丘陵區(qū)，逐漸變?yōu)榍鹆陞^(qū)，地形逐漸變緩，河道比降也由1/250~1/1250變?yōu)?/2050；二是河道寬度逐漸加寬，南水北調(diào)工程位置河寬80~100m，而禹州第二橡膠壩至化行閘段河道寬度150~350m，尤其是化行閘閘上河段可蓄水330萬m3，河道槽蓄作用非常明顯。洪水上大下小符合河道實(shí)際情況。

由表2可知，小潁河從上游至下游，隨著匯流面積增大，其洪峰模數(shù)依次遞減，符合流域上下游洪水變化規(guī)律，經(jīng)分析比較認(rèn)為上述計(jì)算的小潁河各控制斷面設(shè)計(jì)洪水成果是較合理的。

經(jīng)過以上的詳細(xì)匯總分析，小潁河多年來已有的各主要控制斷面設(shè)計(jì)洪水成果，計(jì)算方法是合理，且上下游成果協(xié)調(diào)，且經(jīng)過流域機(jī)構(gòu)和有關(guān)部門的審查批準(zhǔn)，用于小潁河干流各工程是合適的。