現(xiàn)行淤地壩設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法的適用性對(duì)比分析

蓋永崗, 李超群, 王 鵬, 陳松偉

(1.黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司, 河南 鄭州 450003；2.水利部黃河流域水治理與水安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(籌)，河南 鄭州 450003)

淤地壩是防治水土流失、解決黃河流域泥沙問(wèn)題的重要措施，在滯洪攔沙等方面發(fā)揮了重要的作用[1-2]。特別是人民治黃以來(lái)，建設(shè)淤地壩約5.88×104座，攔減入黃泥沙95.4×108t，淤地10.3×104hm2，2000年以來(lái)年均減沙量在3×108t以上，在黃土高原保護(hù)修復(fù)中發(fā)揮了巨大作用[3]。在黃土高原水土流失治理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)中，淤地壩在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中擔(dān)當(dāng)了重要的歷史責(zé)任，并在新時(shí)期被賦予了光榮的歷史使命。

淤地壩從產(chǎn)生到大規(guī)模發(fā)展，經(jīng)歷了由傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)到系統(tǒng)科學(xué)、由單壩到壩系、由自生自滅到強(qiáng)化管護(hù)的發(fā)展歷程[4-5]，其源動(dòng)力首先萌生于其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的優(yōu)越性，推動(dòng)了群眾自發(fā)筑壩淤地造田的熱潮。而后基于淤地壩作為黃河中游地區(qū)水土保持治理的重要措施逐漸被越來(lái)越多的專家學(xué)者意識(shí)到，其建設(shè)發(fā)展受到政府層面重視，產(chǎn)生了其政策方面的推動(dòng)力量。

但隨著20世紀(jì)后期黃河中游地區(qū)多次暴雨洪水導(dǎo)致淤地壩遭受不同程度水毀災(zāi)害，使得淤地壩的建設(shè)發(fā)展走走停停、斷斷續(xù)續(xù)，并屢遭非難，以至于學(xué)術(shù)界對(duì)于淤地壩的建設(shè)也持有異議，甚至是偏見(jiàn)[6]。水毀事件頻繁發(fā)生成為困擾著黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)發(fā)展的主要問(wèn)題，淤地壩水毀事件的發(fā)生有著多方面的原因，主要可歸結(jié)為洪水及防洪標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題、壩體設(shè)計(jì)及質(zhì)量問(wèn)題、運(yùn)行管理及管護(hù)問(wèn)題等。不少專家團(tuán)隊(duì)也已開(kāi)展了一些有益的探索,于沭等[7]研發(fā)了一種新型復(fù)合PET材料以及柔性溢洪道布置形式，可抵抗最大流速為5.26 m/s的過(guò)流沖刷，在低造價(jià)情況下可部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)溢洪道，延緩?fù)翂芜^(guò)流潰壩時(shí)限。張金良等[5]創(chuàng)新性地提出了高標(biāo)準(zhǔn)免管護(hù)淤地壩設(shè)計(jì)運(yùn)用理念和高標(biāo)準(zhǔn)免管護(hù)淤地壩理論技術(shù)體系，可以實(shí)現(xiàn)淤地壩防潰決、免管護(hù)、多攔沙等目標(biāo)。關(guān)于淤地壩的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，也曾有專家學(xué)者做過(guò)一些探討[8-9]，然而，關(guān)于淤地壩的設(shè)計(jì)洪水問(wèn)題研究尚少。

淤地壩因大都地處黃土高原地區(qū)流域上端的支毛溝內(nèi)，分布面廣、數(shù)量眾多、位置偏僻，水文資料基礎(chǔ)條件差，工程論證中設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算所依據(jù)的實(shí)測(cè)洪水資料支撐薄弱，在淤地壩工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，少有通過(guò)實(shí)測(cè)洪水資料系列開(kāi)展設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的實(shí)例。《淤地壩技術(shù)規(guī)范》(SL/T804-2020)，《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》(SL289-2003)等[10-11]對(duì)淤地壩設(shè)計(jì)洪水計(jì)算也作出了規(guī)定，主要方法有3種：推理公式法、洪水調(diào)查法和經(jīng)驗(yàn)公式法，從總體上看，受現(xiàn)行水文資料條件和技術(shù)水平限制，淤地壩設(shè)計(jì)洪水計(jì)算依據(jù)和方法發(fā)展困難，計(jì)算思路從規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)層面即將其定位在推理、調(diào)查、經(jīng)驗(yàn)等方法范疇內(nèi)，尚無(wú)較大突破性進(jìn)展。

本文基于淤地壩極易遭受水毀災(zāi)害的實(shí)際發(fā)展困局，試圖對(duì)淤地壩設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法進(jìn)行探討，擬厘清現(xiàn)行方法的適用條件與特點(diǎn)，并對(duì)重點(diǎn)方法進(jìn)行深入剖析，結(jié)合淤地壩特小流域的暴雨洪水特點(diǎn)提出在使用中應(yīng)關(guān)注的要點(diǎn)和需進(jìn)一步完善的方面，以期對(duì)淤地壩設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算的發(fā)展進(jìn)行有益的探索。

1 淤地壩現(xiàn)行設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法及特點(diǎn)

1.1 計(jì)算方法

(1) 推理公式法。

(1)

(2)

式中：Qp為設(shè)計(jì)頻率為P的洪峰流量(m3/s);h為凈雨深(mm),在全面匯流時(shí)表示相應(yīng)于各不同歷時(shí)τ時(shí)段的最大凈雨深,在部分匯流時(shí)表示由主雨峰產(chǎn)生的凈雨深,兩種不同匯流形式下計(jì)算形式有所差別,主要通過(guò)Sp,n和μ進(jìn)行計(jì)算,Sp為暴雨雨力或稱60 min雨強(qiáng)(mm/h),n為暴雨遞減指數(shù)(一般根據(jù)時(shí)段不同分別取值n1,n2,n3,μ為損失參數(shù)或稱產(chǎn)流參數(shù)(mm/h),通過(guò)實(shí)測(cè)降雨徑流資料推求,一般可根據(jù)當(dāng)?shù)厮氖謨?cè)有關(guān)規(guī)定取值;τ為流域匯流歷時(shí)(h);m為匯流參數(shù),在一定概化條件下,通過(guò)對(duì)該地區(qū)實(shí)測(cè)暴雨洪水資料綜合分析得出,一般可根據(jù)當(dāng)?shù)厮氖謨?cè)有關(guān)規(guī)定取值;F,L,J為流域特征參數(shù),F為流域面積(km2),L為沿主溝道從出口斷面至分水嶺的最長(zhǎng)距離(km),J為沿L的平均比降(以小數(shù)計(jì)),該3項(xiàng)參數(shù)通過(guò)流域地形資料量算求得。

(2) 洪水調(diào)查法。洪水調(diào)查法主要思路如下：根據(jù)洪水調(diào)查信息測(cè)定洪峰流量，確定調(diào)查洪水重現(xiàn)期、經(jīng)驗(yàn)頻率、模比系數(shù)，根據(jù)前述參數(shù)推求壩址斷面洪峰流量均值；根據(jù)地區(qū)水文手冊(cè)或圖集等，查取壩址區(qū)域的Cv，Cs/Cv值，進(jìn)而可計(jì)算出壩址斷面設(shè)計(jì)頻率的洪峰流量值。

(3) 經(jīng)驗(yàn)公式法。計(jì)算淤地壩設(shè)計(jì)洪峰流量的經(jīng)驗(yàn)公式主要有洪峰面積相關(guān)法和綜合參數(shù)法，分別見(jiàn)公式(3)和(4)。

QP=KNFn

(3)

(4)

式中：KN,n為相應(yīng)重現(xiàn)期P的經(jīng)驗(yàn)參數(shù),C1為洪峰地理參數(shù),可由當(dāng)?shù)厮氖謨?cè)中查得;HP為相應(yīng)頻率P的流域中心點(diǎn)3 h(或6 h)雨量(mm);λ為流域形狀系數(shù),可由流域特征值計(jì)算;α，m，β，n為經(jīng)驗(yàn)參數(shù),可采用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值;其余參數(shù)與推理公式法中意義相同。

1.2 各方法特點(diǎn)對(duì)比

洪水調(diào)查法主要適用于淤地壩壩址處溝道有可靠或較可靠的歷史大洪水調(diào)查資料的情況。由于可靠的調(diào)查洪水是歷史發(fā)生的實(shí)際洪水，經(jīng)過(guò)合理的處理后，其在實(shí)際運(yùn)用中相當(dāng)于基于洪水流量系列進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算。因此，應(yīng)用洪水調(diào)查法推求淤地壩壩址設(shè)計(jì)洪水，將獲得相對(duì)其他方法更切合實(shí)際的設(shè)計(jì)成果。然而，鑒于淤地壩大都地處黃土高原地區(qū)流域末端的支毛溝內(nèi)，水文基本資料尚且十分匱乏，歷史洪水洪痕、洪水流量估算、洪水重現(xiàn)期等可靠的歷史洪水調(diào)查資料的獲取更是更難上加難。因此，洪水調(diào)查法本身雖是可靠可行的方法，但其實(shí)際應(yīng)用受到洪水資料條件的限制，不宜大范圍運(yùn)用。

經(jīng)驗(yàn)公式法適用于淤地壩所在地區(qū)綜合歸納有成熟、并經(jīng)工程實(shí)踐檢驗(yàn)證明為合理可行的經(jīng)驗(yàn)公式的情況。各地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式一般是根據(jù)實(shí)測(cè)洪峰流量資料或調(diào)查的小面積洪水資料推算出設(shè)計(jì)洪水成果后，與流域面積等流域特征參數(shù)、降雨特征參數(shù)通過(guò)回歸分析建立經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，并移用至無(wú)資料地區(qū)。該方法用于水文氣象及下墊面條件相似的地區(qū)時(shí)，具有一定的計(jì)算精度；但是，經(jīng)驗(yàn)公式的建立主要是資料數(shù)據(jù)的擬合，很少考慮物理機(jī)理，其計(jì)算結(jié)果的精度與公式建立時(shí)所依據(jù)的洪水資料情況緊密相關(guān)，因而在應(yīng)用上具有地區(qū)局限性，不宜較大范圍進(jìn)行移用，且由于經(jīng)驗(yàn)公式的建立中普遍缺乏特小集水面積的實(shí)測(cè)洪水資料，用于地處特小流域的淤地壩設(shè)計(jì)洪水計(jì)算時(shí)，也應(yīng)充分考慮其適用性。

推理公式法是目前計(jì)算小流域設(shè)計(jì)洪水最常用的方法之一[12]，其表達(dá)形式簡(jiǎn)單、相關(guān)參數(shù)易于通過(guò)地區(qū)水文手冊(cè)/圖集獲得，適用于無(wú)實(shí)測(cè)洪水資料中小流域設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算，已在目前水利水電等行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[13]。推理公式法相較于其他兩種方法而言，具有成因推理的屬性，同時(shí)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)分析進(jìn)行應(yīng)用，使得該方法在應(yīng)用中即具有一定的理論基礎(chǔ)，又簡(jiǎn)單實(shí)用、具有一定的計(jì)算精度，是淤地壩設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算中應(yīng)首選的方法。當(dāng)然，由于淤地壩地處特小流域，在運(yùn)用推理公式法時(shí)，也應(yīng)深入掌握其各類參數(shù)的物理意義，在取值中充分考慮淤地壩地處特小流域的特點(diǎn)，才能使得計(jì)算結(jié)果更加真實(shí)合理。

2 推理公式法適用性及運(yùn)用要點(diǎn)

2.1 適用性

推理公式法是由暴雨計(jì)算洪水的最早方法之一，距今已經(jīng)有180 a多的歷史，比較適用于小流域暴雨洪水計(jì)算。推理公式法在許多國(guó)家和地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展，1958年，陳家琦等首次在國(guó)內(nèi)提出了推理公式法后，中國(guó)諸多專家學(xué)者對(duì)該方法進(jìn)行了大量研究和改進(jìn)[14-22]。

推理公式法一個(gè)重要的基本假定為：降雨強(qiáng)度I，徑流系數(shù)C和匯流速度V三者的時(shí)空分布都是均勻的[17]。對(duì)于淤地壩所在的特小流域而言，因其流域面積特小，暴雨在流域內(nèi)的時(shí)空分布不均勻性可以忽略不計(jì)，而流域內(nèi)的地形、地貌、土壤、植被等下墊面條件相對(duì)均勻一致，流域的產(chǎn)流、匯流參數(shù)也可視作是空間均勻的，因此，推理公式法在淤地壩特小流域內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用，相較與中小流域而言，更加符合其運(yùn)用的基本假定條件。從這個(gè)角度看，在淤地壩設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算中，推理公式法的適用性是毋庸置疑的。

2.2 運(yùn)用要點(diǎn)

關(guān)于推理公式法應(yīng)用于淤地壩設(shè)計(jì)洪水計(jì)算中需把握的要點(diǎn)，在深入剖析推理公式法中各類參數(shù)的物理意義和淤地壩特小流域暴雨及洪水產(chǎn)匯流特性的基礎(chǔ)上總結(jié)如下。

(1) 暴雨參數(shù)。在采用推理公式法進(jìn)行設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算時(shí)，主要涉及到的暴雨參數(shù)包括暴雨雨力Sp和暴雨遞減指數(shù)n的取值。其中暴雨遞減指數(shù)n值是非常靈敏、變化又非常復(fù)雜的參數(shù)[23]，一般具有以1 h，6 h為分界進(jìn)行分時(shí)段取值(n1，n2，n3)的特點(diǎn)，并且暴雨遞減指數(shù)n值具有點(diǎn)面雨量的區(qū)別。

由于淤地壩地處特小流域，設(shè)計(jì)暴雨成果可直接采用點(diǎn)設(shè)計(jì)暴雨成果作為流域的設(shè)計(jì)暴雨，而不需要進(jìn)行暴雨的點(diǎn)面換算，暴雨遞減指數(shù)n也應(yīng)注意選取為點(diǎn)雨量對(duì)應(yīng)的n值。此外，由于淤地壩地處特小流域，流域匯流時(shí)間短，一般都在60 min以內(nèi)，其洪峰由超短歷時(shí)雨峰(一般在60 min以內(nèi))所形成。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)特別注意，在運(yùn)用推理公式法進(jìn)行淤地壩設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算時(shí)，暴雨遞減指數(shù)n應(yīng)選取由10—60 min的點(diǎn)雨量資料率定得出的n1值，才能計(jì)算得出合理的設(shè)計(jì)洪峰流量值。

(2) 產(chǎn)匯流參數(shù)。采用推理公式法進(jìn)行設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算時(shí)，產(chǎn)流參數(shù)主要為損失參數(shù)μ。μ是反映暴雨產(chǎn)洪效率參數(shù)。由于淤地壩特小流域內(nèi)降雨在面上分布比較均勻，全流域供水條件充足，截留入滲量相對(duì)較大；且淤地壩特小流域河網(wǎng)切割較淺，受到地表滯流作用的表層流，可能有部分或大部分不能在出口斷面以上回歸河網(wǎng)，因而暴雨洪水徑流系數(shù)相對(duì)較小，使得淤地壩特小流域相較于中小流域而言，損失參數(shù)μ要大一些[24]。

采用推理公式法進(jìn)行設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算時(shí)，匯流參數(shù)主要為m。m是反映水流匯集過(guò)程中阻力特征的參數(shù)，在用于流域匯流時(shí)，集中反映了流域下墊面的阻力特性，并與流域自然地理?xiàng)l件密切相關(guān)[23]。由于淤地壩特小流域匯流中，坡面匯流的作用相對(duì)較大，河床質(zhì)糙率相對(duì)也較大，使得其相較與中小流域而言，匯流阻力要大，從而m值相對(duì)較小[24]。

根據(jù)上述分析，推理公式法應(yīng)用于淤地壩特小流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算時(shí)，產(chǎn)匯流參數(shù)的取值有其特殊性。然而，現(xiàn)行的推理公式產(chǎn)匯流參數(shù)的取值體系大都是根據(jù)已有中、小流域水文站的實(shí)測(cè)雨洪資料為基礎(chǔ)而構(gòu)建的，故而在實(shí)際應(yīng)用中，以現(xiàn)有的水文手冊(cè)/圖集中相關(guān)規(guī)定為取值依據(jù)時(shí)，應(yīng)對(duì)該特殊性加以把握，產(chǎn)匯流參數(shù)的取值應(yīng)在合理范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的傾斜。

此外，建議加強(qiáng)特小流域面積的雨洪資料積累，繼續(xù)完善特小流域面積時(shí)產(chǎn)匯流參數(shù)的取值依據(jù)，以使得推理公式法計(jì)算的淤地壩特小流域設(shè)計(jì)洪水結(jié)果更符合客觀實(shí)際。

(3) 流域特征參數(shù)。流域特征參數(shù)包括河長(zhǎng)L，比降J和面積F。根據(jù)推理公式的定義，河長(zhǎng)L應(yīng)為流域最遠(yuǎn)流程點(diǎn)至出口斷面的流程長(zhǎng)度，比降J則為沿最遠(yuǎn)流程的平均縱比降。因淤地壩特小流域在雨洪匯流時(shí)，坡面匯流占比相對(duì)較大，流域內(nèi)明顯的溝道占比較少，因此，應(yīng)根據(jù)地形圖進(jìn)行比較判斷，判明最遠(yuǎn)流程中的坡面部分，才能量算出符合推理公式物理意義的L值；而J值計(jì)算中，應(yīng)選取最遠(yuǎn)流程坡面的頂高程開(kāi)始沿著最遠(yuǎn)流程L分段進(jìn)行計(jì)算。

3 實(shí)例研究

結(jié)合工作實(shí)踐，本研究中選取了陜西省延安地區(qū)擬建的陳家溝淤地壩為例，對(duì)淤地壩設(shè)計(jì)洪水各計(jì)算方法應(yīng)用進(jìn)行示例分析。

3.1 概 況

陳家溝淤地壩位于陜西省延安市富縣茶坊鎮(zhèn)陳家溝村境內(nèi)大申號(hào)水庫(kù)庫(kù)區(qū)右岸溝道內(nèi)，壩址位置東經(jīng)109°20′38.51″，北緯36°2′33.26″，屬北洛河流域，流域?qū)冱S土高原丘陵溝壑區(qū)，梁茆相間，地形破碎，現(xiàn)狀條件下流域內(nèi)植被尚可。陳家溝壩所在溝道寬闊，約15～80 m，溝道內(nèi)多被開(kāi)墾為農(nóng)田，種植有玉米等高桿作物。擬建的陳家溝淤地壩集水面積3.42 km2，壩址以上溝道長(zhǎng)2.43 km，溝道平均比降4.71%。

3.2 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

(1) 洪水調(diào)查法。擬建的陳家溝淤地壩壩址處左岸為陳家溝村，2020年8月現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)期間，對(duì)陳家溝壩址處開(kāi)展了洪水調(diào)查工作。據(jù)67歲的陳某講述，其自幼居住溝邊，2013年發(fā)生的一次洪水為其父親自記事起所見(jiàn)最大洪水，并現(xiàn)場(chǎng)指認(rèn)了洪痕，勘測(cè)組測(cè)量了該河段地形圖，調(diào)查斷面見(jiàn)圖1。

圖1 陳家溝淤地壩壩址處調(diào)查洪水示意圖

(2) 經(jīng)驗(yàn)公式法?！堆影驳貐^(qū)實(shí)用水文手冊(cè)》[26]經(jīng)過(guò)了生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，為延安地區(qū)中小流域修建各種中小型水利工程、工礦企業(yè)、公路交通和城市建設(shè)等有關(guān)水文分析計(jì)算工作發(fā)揮了十分重要的作用，手冊(cè)中綜合給出了地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式(3)及其中有關(guān)參數(shù)的取值。根據(jù)該手冊(cè)，陳家溝地處延安地區(qū)的黃土丘陵Ⅱ付區(qū)，相應(yīng)于50年一遇和20年一遇重現(xiàn)期的KN值分別為40.5，31，n值取值為0.61，將不同頻率的參數(shù)取值代入式(3)中，可分別計(jì)算得陳家溝淤地壩壩址處不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量(表1)。

表1 陳家溝淤地壩不同方法設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算成果

(3) 推理公式法。陳家溝淤地壩特小流域溝道長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)測(cè)地形圖，按照洪水最長(zhǎng)流徑進(jìn)行量算得L為2.43 km，河道平均比降按照洪水最長(zhǎng)流徑分段計(jì)算得J為4.71%，根據(jù)河道平均比降估算洪水平均流速s按1.5 m/s考慮，可計(jì)算得流域匯流歷時(shí)約為t=L/s=27 min，可以判斷出陳家溝淤地壩特小流域匯流歷時(shí)在60 min以內(nèi)，在采用推理公式法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，暴雨遞減指數(shù)應(yīng)選用n1值(10—60 min的暴雨遞減指數(shù))，依據(jù)《陜西省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集》[27]，根據(jù)該地區(qū)的10 min，60 min點(diǎn)雨量統(tǒng)計(jì)成果進(jìn)行分析確定，計(jì)算得該地區(qū)20—50年一遇暴雨n1值約為0.6。

根據(jù)前述確定的有關(guān)參數(shù)，按式(1)和式(2)計(jì)算得陳家溝淤地壩壩址處設(shè)計(jì)洪峰流量，見(jiàn)表1。

(4) 結(jié)果與分析。以上3種方法計(jì)算的陳家溝淤地壩設(shè)計(jì)洪水成果總體接近。其中，洪水調(diào)查法計(jì)算結(jié)果最大，經(jīng)分析，主要應(yīng)為調(diào)查洪水重現(xiàn)期確定可能偏小，但未調(diào)查到該場(chǎng)洪水重現(xiàn)期更為詳細(xì)的信息，因此，從方法上來(lái)講，本次的洪水調(diào)查法計(jì)算結(jié)果沒(méi)有問(wèn)題；地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算結(jié)果最小，但與推理公式法計(jì)算結(jié)果相差不大，但其僅與流域面積建立聯(lián)系，未能考慮其他因素，故計(jì)算精度難以準(zhǔn)確判斷。推理公式法計(jì)算結(jié)果居中，由于推理公式法具有一定理論基礎(chǔ)，成因概念清楚，計(jì)算精度較好，因此，本研究中最終推薦采用推理公式法計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水成果。

4 討論與結(jié)論

淤地壩作為防治水土流失的重要工程措施，肩負(fù)著黃土高原地區(qū)生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的歷史責(zé)任和使命，從導(dǎo)致淤地壩極易遭受水毀災(zāi)害的洪水問(wèn)題角度，針對(duì)其設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法開(kāi)展了探討。簡(jiǎn)要介紹了淤地壩現(xiàn)行的推理公式法、洪水調(diào)查法、經(jīng)驗(yàn)公式法等各種設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法，對(duì)各方法適用條件和特點(diǎn)進(jìn)行了分析對(duì)比。

洪水調(diào)查法本身可靠可行，但其實(shí)際應(yīng)用受洪水資料條件限制，不易大范圍運(yùn)用；經(jīng)驗(yàn)公式法具有一定精度，但是在應(yīng)用上具有地區(qū)局限性，不宜較大范圍進(jìn)行移用；推理公式法具有一定理論基礎(chǔ)和計(jì)算精度，還簡(jiǎn)單實(shí)用，且應(yīng)用于淤地壩特小流域時(shí)更加符合推理公式法原理的基本假定，因此，推理公式法應(yīng)當(dāng)作為淤地壩設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算中的首選方法。

深入剖析了推理公式法中各類參數(shù)的物理意義，結(jié)合淤地壩特小流域暴雨及洪水產(chǎn)匯流特性，對(duì)重要參數(shù)取值提出了注意要點(diǎn)。

(1) 暴雨遞減指數(shù)n應(yīng)選取由10—60 min的點(diǎn)雨量資料率定得出的n1值。

(2) 產(chǎn)流參數(shù)μ，匯流參數(shù)m的取值應(yīng)在現(xiàn)有的水文手冊(cè)/圖集中取值依據(jù)基礎(chǔ)上，著重注意特小流域相較與中小流域而言，μ偏大，m偏小的特點(diǎn)，在合理范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的傾斜。并建議加強(qiáng)特小流域面積的雨洪資料積累，繼續(xù)完善特小流域面積時(shí)產(chǎn)匯流參數(shù)的取值依據(jù)。

(3) 流域特征參數(shù)中的河長(zhǎng)L，比降J的量算中，應(yīng)注意淤地壩特小流域坡面匯流占比較大的特殊性，在判明最遠(yuǎn)流程中的坡面部分基礎(chǔ)上，進(jìn)行L和J的量算。