天然河道洪峰流量推求方法實例分析

張瑞波

(黑龍江省伊春水文水資源中心，黑龍江 伊春 153000)

0 引言

洪峰流量是重要水文特征值數(shù)據(jù)之一，是各類水利工程設(shè)計時的必備參考數(shù)據(jù)，也是防汛搶險工作中重要指標數(shù)據(jù)之一。在水文資料整編工作中，年最大洪峰流量數(shù)據(jù)也是確定全年水位流量關(guān)系線的重要參考依據(jù)。由于天氣、測驗設(shè)備標準和人為因素等原因限制，某些水文測站會漏測洪峰流量，某些中小河流在突發(fā)洪水時可能來不及進行洪水流量施測，這就需要對洪峰流量進行事后調(diào)查或推算分析。推求洪峰流量方法較多，根據(jù)測站情況可分為公式法和經(jīng)驗(相關(guān))分析法。公式法適用于測站具備比降和糙率觀測資料，相關(guān)法主要應(yīng)用于缺乏上述資料的測站。本研究分別對以上方法進行洪峰流量推算分析。

1 方法

1.1 曼寧公式法

1.2 經(jīng)驗(相關(guān))法

2 實例應(yīng)用

2.1 曼寧公式法推算洪峰流量

公式法需要有實測比降和糙率數(shù)據(jù)，因高水期安全因素限制，實測比降一般無法測取，計算時可采用洪痕估算比降值或通過本站水位糙率和比降關(guān)系線來查讀。糙率值建議采用曲線查讀值，避免使用經(jīng)驗值。斷面面積和平均水深(代替水力半徑)可由當年大斷面圖或水位面積關(guān)系線查出。該站水位、比降、糙率相關(guān)圖見圖1～4。

圖1 西南岔河南岔站水位-糙率關(guān)系線Fig.1 Water level-roughness relationship line of Henan, Southwest Bifurcation Station

圖2 西南岔河南岔站水位-比降關(guān)系線Fig.2 Water level-gradient relationship line of Henan, Southwest Bifurcation Station

圖3 西南岔河南岔站水位關(guān)系線Fig.3 Relationship line of water in Henan, Southwest Bifurcation Station

圖4 西南岔河南岔站水位關(guān)系線Fig.4 Relationship line of water in Henan, Southwest Bifurcation Station

2.2 經(jīng)驗相關(guān)法流量推求

表1 南岔站部分實測流量成果表Tab.1 Part actual measurement flow results of South Bifurcation Station

3 對比分析

利用斷面多年水位流量綜合關(guān)系線對兩種方法推算的洪峰流量進行對比分析，分析結(jié)果見表3，可見兩種方法與歷年綜合關(guān)系線相比誤差均較小。因歷年綜合線屬實測值系列的綜合定線，其高水流量的參考價值較高，可作為一些洪峰流量推算方法精度的參照依據(jù)。

表3 洪峰計算結(jié)果對比分析表Tab.3 Comparison analysis table of flood peak calculation results

4 結(jié)語

洪峰流量數(shù)據(jù)推算受多種因素影響，有時計算誤差會較大。不同河段測站斷面下墊面條件差異較大，統(tǒng)一河段在不同水位級情況下河床斷面組成差異也較大，因此利用公式法或相關(guān)法推求洪峰流量僅作為一種輔助性計算手段，其計算方法和結(jié)果僅供參考。一般情況下，應(yīng)利用測站歷史數(shù)據(jù)對推算方法進行驗證，盲目使用有時可能存在較大的誤差。本研究所述方法以無糙率、比降觀測資料站推算洪峰流量為主，在高水如果發(fā)生漫灘、主槽和灘地都有過水的情況下，因歷史資料水位級限制和過水斷面糙率值變化比較復(fù)雜等原因，以上方法應(yīng)謹慎使用。