簡析曼寧公式在歷史洪水調(diào)查中的應(yīng)用

艾力帕爾·阿合買提

(新疆水文局，新疆 烏魯木齊 840000)

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簡析曼寧公式在歷史洪水調(diào)查中的應(yīng)用

艾力帕爾·阿合買提

(新疆水文局，新疆 烏魯木齊 840000)

工程水文分析計算中經(jīng)常面臨無資料流域區(qū)設(shè)計洪水問題，歷史洪水調(diào)查是該類型設(shè)計洪水的關(guān)鍵前提。本文通過多年工作實際，從調(diào)查河段選取、調(diào)查斷面布置、斷面測量以及糙率選取等方面對曼寧公式在洪水調(diào)查中的應(yīng)用進行系統(tǒng)分析，以供參考借鑒。

曼寧公式；洪水調(diào)查；應(yīng)用

1 調(diào)查河段的選取及調(diào)查斷面的布置

1.1 調(diào)查河段的選取

調(diào)查河段的選取要注意以下幾個問題：(1)選擇洪痕保留連續(xù)、完整、清晰的河段，以便準(zhǔn)確確定洪水痕跡，從而確定洪水過水面積。(2)盡可能選擇洪痕位置較高的河段，確保測量到歷史排位靠前的洪水。(3)盡可能選取河道順直，橫比降較小的河段，以便比降的確定。(4)盡可能選擇水量集中的河段，也就是河段上游無洪水流出和河段下游無洪水匯入的河段，從而減少工作量和提高勘測精讀，如水量集中河段不能滿足洪水調(diào)查基本條件時，應(yīng)另選河段進行調(diào)查，同時在匯入或匯出洪溝的合適河段增設(shè)洪水調(diào)查斷面。如圖1所示，調(diào)查河段應(yīng)選取在匯合點下游附近順直河段，如匯合點下游附近河段不能滿足洪水調(diào)查其他條件，則應(yīng)在上游兩條支流合適河段分別布設(shè)洪水調(diào)查河段。

圖1 調(diào)查河段選取示意圖

1.2 調(diào)查斷面的布置

洪水調(diào)查應(yīng)在調(diào)查河段約1 km范圍內(nèi)布設(shè)至少兩處調(diào)查斷面，當(dāng)兩處斷面調(diào)查計算洪水值接近則表明調(diào)查洪水值可靠。每一處調(diào)查斷面均應(yīng)分別布設(shè)上、下比降斷面，以供準(zhǔn)確計算調(diào)查斷面所處河段的比降，如受河道條件限制，兩處調(diào)查斷面相距較近時，上游斷面的下比降斷面和下游斷面的上比降斷面可以共用一個比降斷面，如圖2所示。

圖2 調(diào)查斷面布置平面示意圖

調(diào)查斷面的布置應(yīng)注意以下幾個問題：(1)盡可能確保調(diào)查斷面為單一斷面而不是復(fù)式斷面，降低分析計算難度，如過水?dāng)嗝鏋閺?fù)式斷面，則要分別確定其比降、糙率等參數(shù)。(2)盡可能確保上、下斷面河床組成一致、斷面形狀接近，從而提高上、下斷面復(fù)核洪水的可靠性，切記要盡可能避開“喇叭口”和“倒喇叭口”形狀的河道，如圖3所示為佳、圖4所示要盡量避免。

圖3 好的調(diào)查斷面布置圖

圖4 不好的調(diào)查斷面布置圖

2 大斷面測量

2.1 拐點的確定

大斷面測量要確保盡可能真實的反映大斷面實際情況，因此測量拐點的選擇極其重要，直接決定了過水面積的準(zhǔn)確度。拐點的選擇要確保包含左、右岸最高點，左、右岸洪痕點以及河床最低點以及其他準(zhǔn)確反映斷面實際情況的拐點。

2.2 洪痕位置的確定

洪痕位置的確定要注意以下幾個問題：(1)盡可能尋找洪水發(fā)生時的親歷者現(xiàn)場指認為最佳，要結(jié)合現(xiàn)場因素確定指認是否可靠，比如：是否有明確的固定參照物，是否與現(xiàn)場洪水水面侵蝕線一致等。(2)要結(jié)合斷面上下游，以具有漂浮物殘存或清晰連續(xù)的水蝕岸坎線為依據(jù)，在左右兩岸各選取1-2個洪痕位置進行測量，以便后期內(nèi)業(yè)作業(yè)時必選使用。(3)對各級洪痕計算出的洪水值，要結(jié)合集水面積、河道糙率、河道比降以、鄰近流域洪峰模數(shù)、流域區(qū)內(nèi)同一時間段降水量等進行可靠性甄別，舍棄明顯失真的洪水調(diào)查值。尤其是對河長組成為細砂石等推移質(zhì)較大的河道，因歷史洪水發(fā)生時間距洪水調(diào)查時間年限久遠，河床受沖刷影響變深從而導(dǎo)致調(diào)查洪水值明顯偏大。

2.3 比降的確定

調(diào)查河道的選取是準(zhǔn)確確定比降的前提，除此之外還應(yīng)注意以下幾個方面：(1)選擇調(diào)查河段連續(xù)、清晰的洪痕線，在其上、下游比降斷面對應(yīng)位置各監(jiān)測幾組不同高程的洪痕數(shù)據(jù)，尤其要重點測量近期發(fā)生的洪水洪痕數(shù)據(jù)，確保比降的確定更加精準(zhǔn)。(2)在洪痕不清晰或者不連續(xù)的河段，要在上、下比降斷面以及上、下斷面處監(jiān)測河底高程，以供計算河道比降時做參考比較實用。

3 糙率的確定

糙率由洪調(diào)河段實際情況(包括：河段順直情況、河床組成、植被覆蓋等)參照“水文測驗手冊”選取。除此之外，在實際工作中還應(yīng)注意以下幾點：(1)應(yīng)在洪水調(diào)查現(xiàn)場就河道組成情況做好調(diào)查記錄，對調(diào)查河道拍攝照片，以供后期內(nèi)業(yè)參考。(2)糙率的選取還應(yīng)考慮洪水調(diào)查河段上、下游附近河道是否存在明顯差異，比如植被覆蓋、人為因素影響等。

4 結(jié)語

洪水調(diào)查是工程水文分析計算的重要內(nèi)容，對水利工程規(guī)劃、設(shè)計以及防洪預(yù)警等有著至關(guān)重要的作用。洪水調(diào)查應(yīng)切實遵循“越早越好、實事求是”的原則。

2017-03-14

艾力帕爾·阿合買提(1989-)，男，新疆吐魯番人，主要從事水文水資源調(diào)查評價工作。

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