縣川河河曲段河道治理工程水文分析計算

張鳳軍

（晉中市水文水資源勘測分站，山西 晉中 030600）

1 基本概況

河曲縣位于忻州市西北部，地處晉陜蒙三省交界?？h川河為黃河一級支流，于舊縣鄉(xiāng)河畔村禹廟匯入黃河。沿程平均縱坡6.57‰，全長110km，其中河曲縣境內(nèi)51.5km，占總長的46.82%。

縣川河流域?qū)賮喓畮Т箨懶詺夂?，根?jù)實測資料統(tǒng)計，多年平均氣溫9.8℃，1998年1月18日出現(xiàn)極端最低氣溫-23.7℃，1999年7月24日出現(xiàn)極端最高氣溫39.9℃。年平均降水量396.4mm，降水主要集中在主汛期，7、8月降水量占全年降水量的52%。

2 水文分析計算

舊縣水文站為縣川河干流控制站，控制流域面積1562km2，縣川河1960—1996年多年平均徑流量為1732萬m3，其中洪水徑流量均值為1494萬m3。

縣川河河曲段治理段長度21.265km，治理區(qū)段為俊家莊村至草家坪村段，治理始端以上控制流域面積786.24km2，治理末端以上控制流域面積1248.99km2，主要有尚峪河支流匯入。除尚峪河外，匯入該段大于5km2的支溝有5條，由于5條溝總控制面積只有57.48km2，占治理段總控制流域面積的4.6%，因此可忽略該支溝產(chǎn)、匯流對治理段洪水的影響[1]。

本次水文比擬法參證舊縣水文站設計洪水成果，本次設計采用1958年調(diào)查洪水為特大洪水，洪峰流量為2840m3/s，重現(xiàn)期定為146年。

3 設計流域的雨力值

本次計算參照采用山西省水利廳2010年12月出版的《山西省水文計算手冊》（以下簡稱《手冊》）進行計算[2]。

3.1 流域特征參數(shù)值

根據(jù)1∶5萬地形圖量測及《山西省水文計算手冊》有關方法計算，治理段末端草家坪以上流域控制面積F=1248.99km2，流域下墊面產(chǎn)流地類，由黃土丘陵階地、黃土丘陵溝壑、灰?guī)r灌叢山地組成。黃土丘陵階地127.42km2、黃土丘陵溝壑1008.97km2、灰?guī)r灌叢山地112.6km2。流域主河道長度L=73.63km，流域平均寬度B=16.96km，縱坡J=6.8‰，流域特征值θ=6.54。

尚峪溝匯入后流域控制面積F=1179.96km2，流域下墊面產(chǎn)流地類，由黃土丘陵階地、黃土丘陵溝壑、灰?guī)r灌叢山地組成。黃土丘陵階地127.42km2、黃土丘陵溝壑939.94km2、灰?guī)r灌叢山地112.6km2。流域主河道長度L=63.43km，流域平均寬度B=18.6km，縱坡J=6.8‰，流域特征值θ=5.71。

尚峪溝匯入前流域控制面積F=849.96km2，流域下墊面產(chǎn)流地類，由黃土丘陵階地、黃土丘陵溝壑、灰?guī)r灌叢山地組成。黃土丘陵階地127.42km2、黃土丘陵溝壑631.44km2、灰?guī)r灌叢山地91.10km2。流域主河道長度L=63.43km，流域平均寬度B=13.40km，縱坡J=6.8‰，流域特征值θ=5.41。

工程治理段始端俊家莊以上流域控制面積F=786.24km2，流域下墊面產(chǎn)流地類，由黃土丘陵階地、黃土丘陵溝壑、灰?guī)r灌叢山地組成。黃土丘陵階地127.42km2、黃土丘陵溝壑567.72km2、灰?guī)r灌叢山地91.10km2。流域主河道長度L=54.30km，流域平均寬度B=14.48km，縱坡J=6.8‰，流域特征值θ=5.41。

3.2 設計暴雨

3.2.1 治理段末端草家坪村以上流域，設計頻率為10%的設計暴雨[3]

（1）不同歷時定點暴雨參數(shù)

流域面積F=1248.99km2，參照《手冊》表6.1.1的選點原則，本工程選取五個定點，不同歷時定點暴雨參數(shù)見表1。

表1 不同歷時定點暴雨參數(shù)

（2）設計暴雨參數(shù)

流域位于水文分區(qū)西區(qū)，不同頻率不同歷時設計點雨量、折減系數(shù)、設計面雨量及暴雨參數(shù)見表2。

表2 不同頻率設計暴雨參數(shù)

3.2.2 尚峪溝匯入后流域設計頻率為10%的設計暴雨

（1）不同歷時定點暴雨參數(shù)

流域面積F=1179.96km2，參照《手冊》表6.1.1的選點原則，本工程選取五個定點，不同歷時定點暴雨參數(shù)見表3。

表3 不同歷時定點暴雨參數(shù)

（2）設計暴雨參數(shù)

流域位于水文分區(qū)西區(qū)，不同頻率不同歷時設計點雨量、折減系數(shù)、設計面雨量及暴雨參數(shù)見表4。

表4 不同頻率設計暴雨參數(shù)

3.2.3 尚峪河匯入前流域設計頻率為10%的設計暴雨

（1）不同歷時定點暴雨參數(shù)

流域面積F=849.96km2，參照《手冊》表6.1.1的選點原則，本工程選取四個定點，不同歷時定點暴雨參數(shù)見表5。

表5 不同歷時定點暴雨參數(shù)

（2）設計暴雨參數(shù)

流域位于水文分區(qū)西區(qū)，不同頻率不同歷時設計點雨量、折減系數(shù)、設計面雨量及暴雨參數(shù)見表6。

表6 不同頻率設計暴雨參數(shù)

3.2.4 治理段始端俊家莊以上流域設計頻率為10%的設計暴雨

（1）不同歷時定點暴雨參數(shù)

流域面積F=786.24km2，參照《手冊》表6.1.1的選點原則，本工程選取四個定點，不同歷時定點暴雨參數(shù)見表7。

表7 不同歷時定點暴雨參數(shù)

（2）設計暴雨參數(shù)

流域位于水文分區(qū)西區(qū)，不同頻率不同歷時設計點雨量、折減系數(shù)、設計面雨量及暴雨三參數(shù)見表8。

表8 不同頻率設計暴雨參數(shù)

4 水文比擬法計算

采用水文比擬法結(jié)果可知，尚峪河匯入前控制流域面積849.96km2，治理始端俊家莊以上控制流域面積786.24km2，區(qū)間流域面積63.72km2，兩個斷面計算設計流量分別為475.2m3/s、457.9m3/s，相差不大；尚峪河匯入后控制流域面積1179.96km2，治理末端草家坪以上控制流域面積1248.99km2，區(qū)間流域面積69.03km2，兩個斷面計算設計流量分別為548.2m3/s、561.3m3/s，相差不大[4-5]。

綜合考慮，本次治理段設計洪峰流量為：俊家莊至尚峪河匯入口10年一遇洪峰流量為475.2m3/s，尚峪河匯入口至草家坪10年一遇洪峰流量為561.3m3/s。