小峪河流域7.23暴雨洪水研究

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1、小峪河流域7.23暴雨洪水研究　　摘要：本文对小峪河2010年7月23日暴雨洪水进行了调查分析，通过比降面积法和能量方程计算两种方法分析确定了洪峰流量，并对洪峰流量频率做分析计算。为小峪河流域防汛决策、水文资料系列的延伸和水资源开发利用提供了科学依据，积累了宝贵的水文资料。关键词：河流域；暴雨；洪水分析中图分类号：TV122文献标识码：A文章编号：前言：小峪河流域2010年7月22日普降暴雨，洪水暴涨。出现了近些年来罕见的大洪水，造成了交通道路冲毁、供电及通讯线路中断、农田被淹、下游的凤县县城人民生命财产遭受严重损失。洪水发生后，积极组织于2010年8月1日对小峪河的这次罕见的大洪水

2、进行了洪水调查。1流域概况7小峪河是嘉陵江右岸一级支流，发源于甘肃省两当县蟠冢山，流经陕西省凤县唐藏镇和双石铺镇，在凤县县城双石铺镇上官平村汇入嘉陵江。干流长66.1公里，流域面积557km2。流域属中高山区，山势陡峭，峰峦耸立，陡崖石壁发育，山坡坡度一般在45°以上，部分地区坡度大于50°~70°，沟谷多分为套谷和峡谷，河源局部地区有冰川地貌，沟谷相对高差800-1000米。植被覆盖良好，水土流失较轻。由于小峪河流域属秦岭山地，，山坡陡峭，洪水陡长陡落，历年来洪涝灾害严重，尤以1981年8月21日和1990年7月6日、8月11日的洪水受灾最为严重。随着新农村建设的迅速扩大，沿河两岸

3、人口不断增加，洪灾的威胁逐渐增大。2暴雨分析该流域内设有唐藏、小五岭两处雨量站，采用四段制观测。唐藏、小五岭雨量站7月22~23日降雨过程见表2.1。分析此次暴雨，具有以下特点：一是强度大。最大6h降雨量达到69.0mm。二是暴雨持续时间长，覆盖面积广。降雨过程大约持续42h，几乎覆盖整个流域。三是暴雨时程分布集中，唐藏、小五岭站12h内降水量分别占到次降雨量的89%和68%。表2.1唐藏、小五岭雨量站7月22~23日降雨过程单位（mm）3洪水调查3.1调查河段的选择7本次洪水调查严格按照《水文调查规范》（SL196—97）有关规定，河段选在凤县双石铺镇双机子村，河段比较顺直，河段长

4、度为100m。设有上、中、下三个断面，各相距50m。三个大断面形状和面积变化较小。3.2洪痕高程的测量及可靠程度3.2.1可靠程度由于此次洪水刚过不久，洪水的痕迹比较明显，洪痕可靠程度高。3.2.2洪痕高程的测量洪痕高程的测量与大断面测量采用同一个基准点，高程假定为10.000m。分别测定上中下三断面左右两岸的洪痕高程。该河段左右岸的洪水痕迹均比较明显且相差不大，采用左右岸洪痕高程的平均值作为该段面的洪痕高程。洪痕测量成果及调查时低水水面高程见表4.2。3.2.3水面线对比分析套汇实测调查左右岸洪痕高程和低水的水面线，见图3.1。对比分析，左右岸洪痕基本一致，右岸普遍较左岸高，是由于

5、上游有一弯道使水面存在横比降。高水比降较低水面线比降偏大，这是由于受洪水涨落影响，存在附加比降，造成洪水比降比平水期比降明显偏高。图3.1左右岸洪痕和低水面线高程对照图4.洪峰流量的推求本次洪峰流量计算采用比降面积法和能量方程计算两种方法。74.1比降面积法4.1.1曼宁公式：式中：Q---主槽洪峰流量（m3/s）；A---过水断面面积（m2）；R---水力半径（m）；S---水面比降；n---河床糙率；K---输水率。4.1.2糙率的确定由于该河段没有实测水文资料，n值只能根据上下游河床的组成和植被情况，参照相近流域凤州水文站实测糙率资料，《水文测验手册》综合确定。为了更加准确的选

6、取糙率值，对该河段的低水流量的水面比降和糙率进行了实地测量，分别为2.4‰、0.033。以作参考。该河段河底由卵石、粗沙组成，左岸为缓坡，伴生有杂草。右岸为陡石坎。参照相近流域凤州水文站实测糙率资料和水文测验手册，参考低水实测糙率，综合确定糙率为0.030。4.1.3洪峰流量的计算通过计算实测大断面的面积、水面宽和平均水深，推求个断面的输水率K见表4.1。表4.1各断面特征值计算表此次洪峰的实测洪痕比降为7.1‰，利用曼宁公式进行计算的洪峰流量为878m3/s。4.2能量方程7根据水力学能量守恒原理，利用恒定非均匀流伯努利方程：式中：Zu、Zd分别为上、下游断面水位；Q为断面流量；△

7、s为断面间距；Ku、Kd为上、下游断面流量模数；α为动能修正系数；ξ为局部水头损失系数。水面曲线法的工作原理是：假定一流量Q，由所估定的各段河道糙率n，自下游一已知的洪水水面点起，向上游逐段推算水面线，然后检查该水面线与各洪痕的符合程度。如大部分符合，表明所假定流量正确；否则，重新修定Q值，再推算水面线直至大部分洪痕符合为止。由于选取的河道断面顺直，断面变化不大，不计延程局部水头损失及扩散损失。以曼宁公式计算的洪峰流量值作为下断面流量Q，利用伯努利方程向上