河道治理水文计算的分析与应用

河道治理水文计算的分析与应用

赵艳红

师宗县水务局水利水电勘察设计研究所655700

摘要：本文结合工程实例，介绍了河道的设计洪水计算方法—洪痕法。这种方法对相关的勘测设计中的流量计算具有参考意义。

关键词：洪痕法；河道治理；设计洪水

一、前言

生态文明建设是我国社会主义现代化建设的重要内容之一。河道治理作为人与自然相互影响的重要环节，将其与生态文明建设有机地结合起来，充分体现人与自然和谐共生、持续繁荣的生态治理理念是现代河道治理的主要目标。

河流生态治理是指以现代水利工程学、环境科学、生态学以及美学等多学科为指导，在保证河道防洪安全的基础上，以维护河流生态系统平衡为出发点和落脚点，结合河流原生态状况，因地制宜、因河施治、因势利导地构筑具有自然河岸水土循环的生态河流，营造人与自然和谐相处的水域空间。

保障防洪安全。防洪治水是中小河流治理的首要任务。中小河流治理要合理确定防洪标准，明确治理范围和建设内容，科学拟定治理措施，切实提高中小河流治理河段的防洪减灾能力，保障区域防洪安全、经济安全和粮食安全。

根据国务院《关于切实加强中小河流治理和山洪地质灾害防治的若干意见》、水利部财政部《中小河流治理工程初步设计指导意见》，结合云南省中小河流治理实施现状，为指导全省中小河流生态治理设计工作，顺应自然，科学规划工程布局，合理确定治理方案，实现“安全、生态、自然、和谐”的治理目标，拟定指导意见。

指导意见中指出，在计算河道设计洪水时，应参照《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006），结合具体资料情况，选择相应的方法分析计算河道的设计洪水。

二、洪痕法

当不具备（天然流域河道洪水计算）其它几种方法的分析条件时，应调查治理河段或附近河段常遇洪水洪痕或近年较大洪水洪痕并估算相应的洪峰流量；采用洪水调查成果综合分析法估算各防洪控制断面设计洪水。

三、实例分析（五洛河河道治理工程）

（一）概况

1、自然地理

五洛河是南盘江左岸的一级支流，自西北向东南流，河流发源于师宗县五龙乡西北山鹿，由茨园子板江、江龙、小河沟、牛尾、腊门五条河汇集，故名五洛河。五支流汇合后，由北向南流经八艾、红崩、圭车、弄台、南崖，于船头附近汇入南盘江。五洛河集水面积267.8km2，流域位于东经104°08′～104°21′、北纬24°32′～24°46′之间。其中茨园子板江、江龙、小河沟主要为地下伏流补给。

2、气象水文

五洛河流域位于云贵高原中南部，区内地形为北西高南东低，最高峰位于西部的菌子山，海拔2409.7m，最低点位于东南角的便柳河汇入南盘江的交汇口，海拔744m，相对高差1665.7m，自然坡度多为10～25°间。根据《水利水电工程地质测绘规程》SL299-2004，本区属山地中山高中山地貌。

五洛河流域位于滇东高原东部，属北亚热带与温带、半湿润与半干旱气候的过渡地带，是典型的高原季风气候。其特点是；冬无严寒，干湿季分明，春暖干旱，秋凉湿润，日照丰沛。

根据师宗气象站资料统计，该地区多年平均气温18.3℃；最热为7月，多年平均气温为32℃，极端最高气温38度；最冷为1月，多年平均气温为13.1℃，极端最低气温为-2℃。多年平均日照时数为1735.7h。多年平均相对湿度为80%。霜期在15～55d，多年平均无霜日为344d，多年平均有霜日为21d。多年平均年降水量1204.0mm，最大年降水量为1815.2mm，最少年降水量为873.5mm。20cm直径蒸发器多年平均蒸发量为1741mm，最多年蒸发量为2221.2mm，最少年蒸发量为1488.3mm。多年平均风速为2.9m/s，平均最大风速15m/s，历年最大风速为18m/s。

3、流域内人类活动

五洛河上游建有一座小（二）型水库（岩峰峡水库）和一座电站（大龙潭电站）。

岩峰峡水库为浆砌石重力坝，由一级跌水坝和二级跌水坝组成，二级跌水坝址以上流域面积42.4km2，一级跌水坝坝顶高程为977m，最大坝高19.5m，二级跌水坝坝顶高程为967m，最大坝高12.0m，两级跌水坝所形成的蓄水总库容为45万m3，调节库容为37万m3，死库容为8万m3。

岩峰峡水库虽然具有一定的防洪能力，但由于集水面积大，库容也不大，且在源头附近，对下游洪水的影响较小。大龙潭电站虽集水面积大，但它为无调节式水电站，水发电后又全部流入河道，故不具备调节能力。故对下游洪水的影响较小。

流域内植被较好，峰谷起伏变化大。水库泥沙主要来源于汛期洪水夹带，但量少。

（二）、洪水调查资料

五洛河流域无站网分布，无实测水文资料，常年洪水经技术组到五龙乡对五洛河整治河段进行实地勘察、测量，得到常年洪水实测洪痕成果表1-1。

（三）、年设计洪水推算

五洛河流域无实测水文资料，属无资料地区。

本区位于云贵高原的中南部南盘江左岸一级支流，区域的北部广泛出露三叠系滇东型碳酸盐岩，剥蚀—侵蚀、溶蚀现象发育；南部多为桂西型沉积的碎屑岩，地表河流侵蚀地貌发育。因岩溶较发育，使其形成漏斗，从而形成不闭合流域，使年径流量与地面流域面积不匹配，有时过多，有时太少，影响径流年内分配及年际变化。故本次年设计洪水推求采用《云南省中小河流生态治理初步设计指导意见》天然流域河道洪水计算中的第（4）种方法，调查治理河段常年洪水作为P=50%的的洪峰流量，进而估算设计洪峰流量。

洪峰流量采用曼宁公式计算：

根据表1-2的洪峰流量（P=50%）反推。

江龙河在JL3断面后分为二条支流，最终汇入干流，江龙河的总径流面积为72.5km2，用上、下游面积修正公式计算得江龙河的洪痕洪峰流量为36.9m3/s，从而计算得P=2%的设计流量为118m3/s，P=5%的设计流量为94.4m3/s，P=10%的设计流量为76.4m3/s，P=20%的设计流量为58.9m3/s。

（四）、设计洪水成果的合理性检查

上、下游洪峰流量和洪峰模数比较，以10年一遇为例进行分析。从图1-1和表1-4可知，随着径流面积的增大流量也随之增大；干流的流量比支流的流量大；支流洪峰模数比干流洪峰模数大，干流上游洪峰模数比下游洪峰模数大；符合本地区暴雨、洪水特性。

布置断面10年一遇洪峰流量及洪峰模数表

图1-1五洛河治理段布置断面示意图

四、结束语

在勘测设计工作中，中小河流治理占很大部分，如何在不同地区选择适当的设计洪水计算方法十分关键。本文结合实例确认洪痕法适合一些地区天然河道治理设计洪水的计算方法。

参考文献：

[1]云南省中小河流生态治理初步设计指导意见，云南省水利厅，2013。

[2]水利水电工程设计洪水计算规范，SL44-2006。