后河水库设计洪水及泥沙分析

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1、后河水库设计洪水及泥沙分析

2、第1　(摘要)后河水库位于黄河支流允西河上游，该地基本属于无资料地区。通过暴雨洪水查算图表、经验公式、历史洪水调查、参证站分析等多种方法推求出设计洪水，对水库沙量进行了估算分析，为后河水库的规模论证等提供基础。(关键词)设计洪水设计暴雨设计沙量后河后河水库位于黄河三门峡～小浪底区间小支流允西河上游(允西河上游称后河)，地处山西省垣曲县同善镇后河行政村，是一座以灌溉为主，结合人畜引水及发电的中型工程。水库坝址距允西河入黄口47km，控制流域面积240km2，占允西河流域面积435km2的55％。后河水库坝址以上流域为石山林区，

3、并有部分原始森林，植被覆盖较好，受人类活动影响小，水土流失轻微。流域地势北高南低，整个河段穿行于峡谷之中。1流域暴雨洪水特性后河流域地处黄河洪水三大区之一的黄河三门峡至花园口区间(简称三花间，下同)。从黄河流域各区来看，三花间暴雨强度之大，是非常突出的。据有实测降雨纪录看，黄河流域3、6、12、24小时和1、3、5、7日点暴雨纪录均出现在三花间。这里暴雨年际变化较大，年暴雨平均日数大都在1日之多，暴雨多发区主要集中在济源、垣曲、仁村、禹山、陆浑等喇叭口底部环山地带，暴雨中心在垣曲、新安一带及伊洛河的嵩县、宜阳和沁河太行山南坡的济源、五龙口等地。三花间较

4、大暴雨多发生在7、8两月，其中特大暴雨多发生在7月中旬到8月中旬。该区暴雨频繁，暴雨面积可达2～3万km2，如1958年7月中旬暴雨，垣曲7月16日雨量达366mm，涧河仁村日雨量达650mm(调查值)。后河流域及附近地区的暴雨主要受低涡、切变线的影响所至，汛期6～9月并以7、8月为主，受太平洋暖湿气流控制多暴雨和雷阵雨，暴雨强度大，历时短。三花间地区暴雨强度大，汇流条件好。因此，洪水出现的集中性与暴雨发生的季节特性是一致的，从年最大洪峰流量出现时间看，5至10月均可出现，但年最大洪峰流量的90％出现在7、8、9三个月内，特大洪水发生在7月中旬至8月中

5、旬。该区洪水峰高量大，洪水过程陡峻，洪水量级的年际变幅大，年最大洪峰流量与5日洪量的最大值与最小值比值均高达20倍以上。本区大洪水、特大洪水时，允西河、亳清河等往往又是暴雨中心所在地。从《山西省暴雨洪水计算实用手册》(简称《山西省手册》，下同)各时段暴雨均值等值线图及Cv等值线图看，后河流域处在暴雨中心地带的高值区内。由于坝址以上流域为森林石山区，河道比降大，产汇流条件好，遇高强度、短历时暴雨，易出现上涨快、历时短的尖瘦型洪水。2设计洪水2.1水文基本资料后河坝址无水文观测资料，坝址以下的后河站(控制流域面积274km2)有1969、1970年两年流量

6、观测资料，邻近流域亳清河垣曲站、东洋河八里胡同站有1957年至今的水文观测资料。本区基本属于无资料地区，为分析设计洪水，还应用了1991年编制的《山西省暴雨洪水计算实用手册》，1974年编制的《山西省运城地区水文计算手册》，以及河南省、山西省洪水调查资料等，这些资料都经过审查验收，为正式刊印资料。1994年3月山西省运城地区水利勘测设计院对后河坝址河段的历史洪水进行调查访问。当地老人普遍反映，1914年发生过大洪水，并指认出右岸离河底8.5m左右的小崖上的洪水痕迹，经实测过水断面及比降，推求其洪峰流量为2480m3/s。根据当地六、七十岁老人反映的情况

7、，并结合三门峡至花园口区间的洪水调查资料分析，1914年历史洪水重现期为230年左右(自1761年以来的大洪水，1761年三花间为大洪水)。对于1914年历史洪水，1955年黄委会在允西河河口段也调查到该年的洪水，洪峰流量为4150m3/s，推至后河坝址段为2300m3/s左右，与本河段的调查洪水基本接近。后河坝址段调查洪水处为岩石河床，断面比较稳定，因此可以认为调查的1914年历史洪水成果是可靠的。2.2设计洪水峰、量2.2.1设计洪峰(1)计算方法设计洪峰流量主要采用三种方法分析计算。①《山西省手册》经验公式法经验公式基本形式为：1小时点雨量计算，

8、查《山西省手册》得1小时点暴雨均值为33mm、Cv为0.58，由此计算出不同频率的点雨量见表1。从《山西省手册》中查出不同频率的Cp、ap、np值,按上式即可求出不同频率的设计洪峰流量(见表1)。②参证站法后河附近流域有东洋河八里胡同站(资料系列为1957至1988年32年)、亳清河垣曲站(资料系列为1956至1988年33年)，根据其年最大洪峰流量系列进行频率分析计算(在进行垣曲站的频率分析计算时，1958年调查洪水流量4400m3/s作特大值处理，重现期为自1761年以来，按230年考虑)。经分析计算求得八里胡同站及垣曲站的设计洪峰流量，然后采用Q

9、p＝AFN(其中n取0.65)推求后河坝址处的设计洪峰流量，见表2。