州河洪水組成分析研究

蔡炳云

【摘要】本文以達(dá)州（達(dá)縣）斷面以上的州河流域?yàn)檠芯繉ο?，通過對流域洪水遭遇情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析了流域的洪水地區(qū)組成，采用設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成法（典型年法）推求本流域各規(guī)劃水庫、區(qū)間及防洪控制斷面分區(qū)設(shè)計(jì)洪水過程線。該成果可為州河流域規(guī)劃的4座防洪水庫的庫容選擇提供數(shù)據(jù)支持。

【關(guān)鍵詞】州河流域；設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成

1、研究背景

州河流域目前僅江口水庫設(shè)計(jì)有防洪功能，主要以堤防為主，現(xiàn)狀行洪能力僅為2～30年一遇，局部河段不足2年一遇。流域內(nèi)防洪治理缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，防洪標(biāo)準(zhǔn)不足，防洪減災(zāi)任務(wù)迫在眉睫。

本文在分析研究州河達(dá)州（達(dá)縣）以上各規(guī)劃防洪水庫及區(qū)間暴雨洪水地區(qū)組成特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合防洪要求和工程特點(diǎn)，采用地區(qū)組成法（典型年法）推求各分區(qū)設(shè)計(jì)洪水過程。計(jì)算成果可為4座防洪水庫的庫容選擇提供數(shù)據(jù)支持。

2、州河流域概況

州河控制流域面積11102km2，占渠江流域總面積29%，全河長309.5km。宣漢以上河道長198km，平均比降2.8‰，以下長111.5km，河道平均比降0.5‰。上游主要支流有前、中、后河，下游有明月江、銅缽河和東柳河，其中大于1000km2的有前、中、后河和明月江。

3、設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成

3.1 達(dá)州（達(dá)縣）防洪控制斷面洪水組成分析

3.1.1 洪水傳播時間分析

土黃水文站站址距東林水文站108.9km，當(dāng)出現(xiàn)流量1000m3/s（約2年一遇）以上大洪水時，站址處斷面平均流速為3.2～4.3m/s，洪峰傳播到東林水文站處用時7.5～10h，傳播速度3～4m/s。

黃金口水文站距東林水文站57.7km。當(dāng)出現(xiàn)流量2000m3/s（約2年一遇）以上大洪水時，站址處斷面平均流速為2.5～4.0m/s，洪峰傳播到東林水文站處用時4.5～8h，傳播速度2～3.5m/s。

毛壩水文站距東林水文站60.8km。當(dāng)出現(xiàn)流量2000m3/s（約2年一遇）以上大洪水時，站址處斷面平均流速為2.5～4m/s，洪峰傳播到東林水文站處用時4.5～8h，傳播速度2～3.5m/s。

3.1.2 洪水遭遇分析

3.1.2.1 前、中、后河洪水遭遇分析

以前河控制站土黃水文站、 中河控制站黃金口水文站、后河控制站毛壩水文站及前、中、后河匯流后的州河?xùn)|林水文站實(shí)測水文資料分析前、中、后河洪水遭遇情況如下：

前、中、后河洪水遭遇情況統(tǒng)計(jì)，51年中東林站發(fā)生年最大洪水時，前、中、后河相應(yīng)土黃、黃金口、毛壩三站年最大洪峰遭遇的有17年，占33.3%；前、中河遭遇的有7年，占13.7%，中、后河遭遇的有9年，占17.6%，前、后河遭遇的有3年，占5.9%。東林站洪水組成屬全流域型的有22年，占43.1%，主要由中后河組成的有19年，占37.3%。州河?xùn)|林站大洪水主要由全流域降雨形成的洪水或中、后河洪水形成。

若前、中、后河洪水在高洪段遭遇，會出現(xiàn)州河洪水重現(xiàn)期大于前、中、后河情況，主要出現(xiàn)在大洪水或特大洪水年份。

3.1.2.2 明月江與州河洪水遭遇分析

明月江站52年年最大洪峰與州河年最大洪水遭遇的僅有6年，占11.5%，且基本是在州河峰后高洪段遭遇。這與州河流域暴雨中心基本位于流域中上游，明月江洪水基本是由暴雨中心向下游移動或波及產(chǎn)生的特性相一致。明月江洪水與州河干流洪水同步性一般較差，但明月江大洪水與州河干流大洪水一旦遭遇（如2004年），對達(dá)州城區(qū)防洪威脅往往較大。

3.2 典型洪水選擇

在8場洪水中2004、2005、2010、1982年洪水都是達(dá)縣水位站斷面年最大流量系列中前幾位的特大洪水，重現(xiàn)期相當(dāng)于30～50年一遇，最小的1989年洪水也相當(dāng)于5年一遇的洪水。此外各場洪水上游來水情況各不相同，1991年洪水以上游來水為主，前、中、后河上游都是大洪水；2005年洪水以中、后河來水為主；2010年洪水是東林以上全流域洪水；2004年洪水暴雨中心從流域上游向下游移動，使得4水文站區(qū)間以及江口～達(dá)州區(qū)間洪水很大，且明月江洪水與州河洪水遭遇。

3.3 分區(qū)設(shè)計(jì)洪水過程線

州河達(dá)州（達(dá)縣）以上需計(jì)算防洪水庫、區(qū)間及防洪控制斷面的典型洪水過程，根據(jù)分區(qū)特點(diǎn)，上下游有水文站的斷面采用水文比擬法按面積比的n次方（面積比指數(shù)根據(jù)不同區(qū)域分析而得）考慮傳播時間后移用水文站典型洪水過程，無資料地區(qū)的斷面或區(qū)間根據(jù)實(shí)際降雨過程采用瞬時單位線推求典型洪水過程。

（1）以洪峰控制同倍比放大法

根據(jù)選擇的8場典型洪水的洪峰流量，近期與遠(yuǎn)期分別以達(dá)州（達(dá)縣）斷面P=5%與P=2%設(shè)計(jì)洪峰與該斷面各場典型洪水洪峰流量的比值為控制，放大各分區(qū)各場典型洪水過程線，從而得到各分區(qū)設(shè)計(jì)洪水過程線。

（2）以最大24小時洪量控制同倍比放大法

以各分區(qū)8場典型洪水線為典型，近期與遠(yuǎn)期分別以達(dá)州（達(dá)縣）斷面P=5%與P=2%最大24小時設(shè)計(jì)洪量與該斷面各場典型洪水最大24小時典型洪量的比值為控制，放大各分區(qū)各場典型洪水過程線，從而得到各分區(qū)設(shè)計(jì)洪水過程線。

（3）以三日洪量控制同倍比放大法

以各分區(qū)8場典型洪水線為典型，近期與遠(yuǎn)期分別以達(dá)州（達(dá)縣）斷面P=5%與P=2%最大三日設(shè)計(jì)洪量與該斷面各場典型洪水最大三日典型洪量的比值為控制，放大各分區(qū)各場典型洪水過程線，從而得到各分區(qū)設(shè)計(jì)洪水過程線。

4、結(jié)語

州河流域內(nèi)目前規(guī)劃有4座防洪水庫，對于水庫群的庫容分配目前國內(nèi)外進(jìn)行的研究較少，其研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)洪水的地區(qū)組成。本文以最下游達(dá)州（達(dá)縣）斷面為例進(jìn)行研究，通過對流域暴雨分布規(guī)律、洪水傳播時間、洪水遭遇情況等暴雨洪水特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析了流域的洪水地區(qū)組成情況，采用設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成法（典型年法）推求本流域各規(guī)劃水庫、區(qū)間及防洪控制斷面分區(qū)設(shè)計(jì)洪水過程線。