沣河峪口段河道防洪工程设计洪水计算

张志霞

摘 要： 设计洪水是确定水利工程建设规模，制定运行管理对策的关键基础。本文以沣河流域中游河段工程为例，利用经验公式法、推理公式法、面积比拟法对设计洪水计算进行分析研究。

关键词： 设计洪水;计算;水文学

【中图分类号】TU198      【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）13-0222-01

前言：设计洪水作为水库工程安全，以此明确泄洪建筑物、防洪库容标准的重要依据，计算设计洪水通常需多年的洪水或是暴雨会手册资料，从而对设计洪水进行科学计算。基于此，本文以沣河流域中游河段工程为例，对设计洪水进行科学计算。

1 流域概况

沣河系渭河右岸一级支流，发源于西安市长安区秦岭北侧沣峪鸡窝子以南，流向由南向北并最终汇入渭河。沣河流域面积1386 km2，河长78 km，平均比降8.2‰。全流域多年平均年径流量为2.47亿m3，工程区以上多年平均年径流量为0.30亿m3。

本工程治理河段为沣峪口老环山路桥（设计桩号0+000）至新环山路桥（设计桩号1+798.32），位于灃河的中游河段。工程区段以上沣河流域面积165.80km2，河长31.75km，平均比降44‰。

2 水文基本资料

本工程治理河段下游沣河干流上距峪口11.4km处设有秦渡镇水文站。该站位于潏河入沣河口以上，1935年1月建成测流，控制流域面积566km2，距沣河与潏河交汇口约800m，距沣河入渭口约36.0km，有1943年至今66年的实测水文资料，资料均进行过系统整编和正式刊布。

3 设计洪水

3.1 暴雨洪水特性

沣河流域暴雨最早发生在4月，最迟出现在10月，但量级和强度较大的暴雨一般发生在7～9月。暴雨一般分为锋面雨和雷暴雨，锋面雨历时长，强度均匀，笼罩面积大;雷暴雨笼罩面积小，强度大，历时短[1]。

3.2 设计洪水计算

3.2.1 经验公式法

《西安市实用水文手册》中采用实测和调查洪水，利用面积和洪峰流量建立经验关系。项目区以上流域面积为165.8km2，当流域面积介于50～1000km2之间时，计算不同频率洪峰流量的经验公式为：

3.2.2 面积比拟法

1）沣河秦渡镇水文站设计洪水计算。本次设计收集到沣河秦渡镇水文站1943～2012年共70年实测洪水资料。根据有关资料介绍，沣河流域调查历史洪水以1957年洪水最大，按连续系列用数学期望公式计算经验频率。采用皮尔逊Ⅲ型曲线，目估适线，按矩法计算统计参数，适线时，着重考虑曲线中上部的大洪水点据，

2）工程区段设计洪水计算。根据计算出的秦渡镇水文站不同频率洪水洪峰流量成果表，采用面积比拟法计算工程区段各频率的设计洪水洪峰流量。面积比拟法计算公式为：

Qp设=Qp站×F设F站

式中：Qp设——设计洪峰流量（m3/s）;

Qp站——水文站控制流域面积的洪峰流量（m3/s）;

F设——设计流域面积（km2）;

F站——水文站的流域面积（km2）;

n——面积指数取0.667。

3.2.3 推理公式法

根据经审定的《陕西省中小流域设计暴雨洪水图集》及《西安市实用水文手册》（以下简称《手册》），在假定设计暴雨与设计洪水的频率相应和暴雨全面笼罩的前提下，分析产流和汇流过程，进而推求工程区段设计洪水[2]。

工程区段以上控制流域面积为165.80km2，根据《手册》，设计暴雨历时取T=12 h。

根据《手册》中1、3、6、24小时点暴雨量均值及变差系数等值线图，查算工程区段以上流域中心点暴雨量均值及变差系数见表4。

渭河以南地区产流模式为蓄满产流，秦岭北麓土壤最大蓄水量Im=70mm，前期影响雨量Pa=2/3Im，Pa=46.7mm，初损I0=23.3mm，将初损一次扣除，设计12小时面暴雨量扣除损失后即得暴雨净雨量。

汇流计算采用推理公式法，根据工程区段河流特性确定汇流参数m为0.74。

工程区段设计洪水洪峰流量计算成果见表4。

结论：综上所述，设计洪水对泄洪建筑物、防洪库容标准的明确有着关键影响，同样对防洪有着重要作用和意义，务必对设计防洪加以密切关注，并进行科学计算，以此为防洪工作提供可靠保障。

参考文献

[1] 芮孝芳， 张超. 论设计洪水计算[J]. 水利水电科技进展， 2014， 34（001）：20-26.

[2] 刘依松. 不同设计洪水计算方法的比较[J]. 水力发电学报， 2012（06）：41-45.