商洛市山区中小河流治理设计洪水计算方法探析

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1、商洛市山区中小河流治理设计洪水计算方法探析　　摘要：设计洪水的分析与计算对于工程设计有着十分重要的影响，是工程建设的基本依据，文中结合实际工作，探讨了商洛市中小河流设计洪水的计算方法。提出采用综合论证的途径,以适线法为主,辅以地区综合规律、推理公式法等方法,相互印证,从而提高计算成果精度,满足使用要求。并用武关支流铁河流域推求P=5%设计洪水为例,作详细说明。关键词：中小河流；防洪工程；洪水计算.中图分类号：TV87文献标识码：A1基本情况商洛市地处陕西省东南6部，与豫、鄂两省接壤。自然环境山水交融，岭谷相间排

2、列，地势西北高，东南低，由西北向东南伸展，呈掌状分布。商洛境内沟壑纵横，河流密布，共有大小河流及其支流72500多条。河网密度平均每平方公里为1.3公里。境内河道多为流程短、流速急的山区河道，干支流易遭遇洪水，形成峰高量大、暴涨、急落的洪水过程。因此，商洛市历史上是一个“大雨大灾，小雨小灾，无雨旱灾”的多灾地区。目前商洛市中小河流治理普遍滞后，主要存在防洪基础设施薄弱、河道淤积萎缩严重，治理投入不足等突出问题，部分中小河流仍处于自然状态，每遇暴雨，河流沿岸都会造成洪涝灾害，国家及民众的损失惨重，频繁的洪灾是制约

3、地区国民经济可持续发展的重要障碍，修建防洪工程已成为迫在眉睫的大事。2设计洪水计算方法2.1水文比拟法（1）水文站实测资料设计洪峰流量推求此方法适用于治理河流设有水文站，且有多年观测记录资料的河流或河段。以武关河支流铁河重点段设计洪水计算为例：依据武关水文站1959～2010年52年实测洪峰流量资料，以及《水文手册》1919年洪水调查成果，将1987年、2007年、2010年实测值与1919年调查值作为特大值处理。按不连续系列进行频率计算；特大洪水的经验频率采用《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-200

4、6）公式3.1.3-1计算，连续洪水的经验频率采用公式3.1.3-2计算。特大洪水经验频率：M=1,2,…，a；一般洪水经验频率：经对资料系列进行统计分析，采用皮尔逊Ⅲ型概率曲线适线，经适线取值如下：Q均＝304m3/s。Cv＝1.5，Cs＝2.5Cv。再根据河道设计洪水标准计算相应频率的设计洪水，如20年一遇设计洪水为1510m3/s。6（2）推求规划河段设计洪峰流量铁河为武关河一级支流，因此铁河口规划河段设计洪峰流量可采用武关河控制水文站不同频率洪峰流量水文比拟推求。计算公式为：Q设=(F设/F参)n×Q参

5、式中：Q设——规划河段设计洪峰流量（m3/s）Q参——参证水文站设计洪峰流量（m3/s）F参——参证水文站控制流域面积，F柞=724km2F设——规划河段流域面积（km2），F设=85.4km2n——面积指数，采用2/3计算所得结果见表1-1。2.2推理公式法当缺乏实测流量等水文资料时，且治理河流流域面积小于200km2时，可采用推理公式计算，公式如下：Qt＝0.278ht×F／t，τ＝0.278L／m／J1/3／Qm1/4以武关支流铁河为例，铁河入河口以上面积85.4km2，采用推理公式计算设计洪水。根据《商

6、洛市暴雨参数图集》查的流域重心1h、3h、6h和12h点雨量的均值为30mm,41mm,50mm,58mm，点面折算系数αt6=0.8895，0.9045，0.9142，0.9332。CV分别为0.5,0.55,0.5,0.5，取CS=3.5CV，由此推算出各频率设计面雨量。如20年一遇各时段设计面雨量为53.1mm，73.8mm，95.99mm，107.71mm。设计面雨量及河道特征值带入计算公式，即可求出相应控制面积的设计洪峰流量，计算结果见表1-1。2.3汇水面积相关法参照《商洛地区实用水文手册》提供的经

7、验公式——汇水面积相关法，以及经验参、指数进行计算。计算公式为：Qp＝KpFn式中：QP——设计频率为P的洪峰流量，m3/s；F——设计流域面积85.4km2；Kp——模比系数经验值，详见《水文手册》；n——经验指数，丹江下游区为0.557。2.4综合参数法利用《商洛地区实用水文手册》提供的经验公式——综合参数法，以及经验参指数进行计算。经查取《手册》相关图表，铁河口以上流域重心处6小时暴雨量均值H6h＝50mm，Cv＝0.55，按CS＝3.5Cv查得Kp值，计算出不同频率的设计暴雨值。主河道平均比降J＝17.

8、2‰。计算所得结果见表2-4。计算公式为：Qp＝KpFnJαHpβ式中：Qp——设计频率为P的洪峰流量，m3/s；F——设计流域面积85.4km2；J——主河道平均比降，J＝17.2‰；6Hp——设计频率为P的6h暴雨量，查《水文手册》为50mm；Kp——模比系数经验值，详见《水文手册》；n、α、β——经验指数，n＝0.604、α＝0.031、β＝0.557。根据以上水文比拟法、推理公