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摘要:护家崖采砂区富水河段无实测水文站,缺乏洪水资料,借鉴本流域沐浴水库、团旺水文站现有洪水分析成果,采用内插法确定该河道设计断面和采选方案,以确保采砂区范围内各类水工程、道路、桥梁的安全,有效保护利用河砂资源。
关键词:富水河、设计洪水、分析计算
中图分类号:TV文献标识码: A
1.基本情况
1.1采砂区概况
护驾崖采砂区位于莱阳市万第镇护驾崖村南,砂区范围为护驾崖村西公路桥下1.1km~村东南0.3km一带的河床及河漫滩。矿区所在河流为五龙河水系的一级支流富水河上,富水河护驾崖段以上来水面积为661.2km2,为了确定采砂区河道设计断面,须计算采砂区设计洪水。护驾崖采砂区设计洪水分析计算,遵循以现有成果为基础,采用新资料经计算分析,复核后加以确定的原则。
1.2流域水文观测概况
采砂区所在五龙河水系位于胶东半岛中部,流域面积2832km2,干流长127km,流域中上游修建大型水库1座(沐浴)中型水库2座(小平、建新),小型水库及塘坝730座。五龙河有一级支流5条,即白龙河、蚬河、清水河、墨水河及富水河。
五龙河流域有实测水文站两处,分别为沐浴水库站、团旺站。沐浴水库水文站地处莱阳市河洛镇沐浴水库,位于五龙河支流蚬河中下游,控制流域面积455km2;团旺水文站地处莱阳市团旺镇南李格庄,位于五龙河下游,控制流域面积2445km2,占总流域面积的86.3%。
1.3防洪设计标准
根据有关规范和工程等级,确定相应防洪设计标准为20年一遇。
2.设计洪水的计算方法的确定
2.1计算方法的确定
采砂区所在富水河没有实测水文站,借鉴沐浴水库除险加固设计分别采用实测洪水资料和暴雨资料两种不同方法推求流域设计洪水。见表2-1沐浴水库设计洪水计算综合成果表。
表2-1沐浴水库设计洪水计算综合成果表
根据表2-1中综合成果知,采用不同方法推求设计洪水时,洪峰流量以采用雨量资料由经验单位线计算的洪水成果最大。由实测洪水资料推求的洪峰流量,除方案(1)以外,其它方案洪峰计算成果相差不大。经分析认为,由暴雨资料推求设计洪水时,在产汇流计算等环节中的诸多人为性处理及设定,未能较好地适合该流域的实际特性,可能是造成其计算成果中低频率洪水洪量偏大的主要原因。相比之下,采用洪水资料推求的设计洪水成果,基本上反映了流域内小型水库工程对中小洪水的影响,其成果的可靠程度要高于由暴雨资料推求洪水计算结果。在由洪水资料推求的方案(4)设计洪水成果中,考虑了洪水资料的统计抽样误差并对校核标准洪水设计洪量增加10%的安全修正值计算成果,其合理性和安全性均优于其它计算方案。经以上分析,确定(4)方案采用洪水资料推求设计洪水。
2.2现有设计洪水成果
2.2.1沐浴水库水文洪水计算成果
山东省水利勘测设计院于二00六年十二月编制完成了《莱阳市沐浴水库加固工程初步设计报告》,该报告对沐浴水库的设计洪水进行了分析计算,沐浴水库不同频率设计流量见表2-2。
表2-2沐浴水库洪水计算成果表
2.2.2五龙河干流宅科段治理工程团旺水文站洪水计算成果
山东省水利勘测设计院于2010年5月编制《莱阳市五龙河干流宅科段治理工程初步设计报告》。根据团旺水文站和沐浴水库水文站实测水文资料,对团旺水文站实测资料进行还原,得出沐浴水库~团旺水文站区间洪水系列,与沐浴水库~团旺水文站历史洪水组成不连序系列,根据矩法公式计算各参数,采用P-Ⅲ型曲线进行适线,求得沐浴水库~团旺站不同频率的设计洪水,团旺~沐浴区间洪峰流量频率曲线详见图2-1。
图2—1
团旺水文站控制断面不同频率设计洪水计算成果详见表4。
表4 五龙河主要控制断面不同频率设计洪水成果表
3.采砂区设计洪峰流量的计算
根据沐浴水库和团旺水文站洪水计算成果按面积进行内插:
式中:设计断面洪峰流量,m3/s;
沐浴水库团旺水文站洪峰流量,m3/s;
F—富水河护驾崖采砂区以上流域面积,F= 661.2km2;
F沐—沐浴水库水文站流域面积,F沐=455km2;
F团—团旺水文站流域面积,F团=2445k m2。
富水河护驾崖段设计洪水洪峰流量
20年一遇:
50年一遇:
經计算求得富水河护驾崖段20年一遇设计洪峰流量为Q=1781m3/h,由此可以推算河道设计断面,确定采选方案,以确保采砂区范围内各类水工程、道路、桥梁的安全,有效保护利用河砂资源。
4.结论
沐浴水库站、团旺水文站1960~2005年46年实测资料系列中不仅包括了六十年代的丰水期,也包括八十年代的连续枯水段,实测流量资料与实测降雨资料也较一致,系列代表性较好。成果的合理性、可靠程度优于暴雨资料推求的设计洪峰流量,由此洪峰流量计算的河道设计断面是合理的。
关键词:富水河、设计洪水、分析计算
中图分类号:TV文献标识码: A
1.基本情况
1.1采砂区概况
护驾崖采砂区位于莱阳市万第镇护驾崖村南,砂区范围为护驾崖村西公路桥下1.1km~村东南0.3km一带的河床及河漫滩。矿区所在河流为五龙河水系的一级支流富水河上,富水河护驾崖段以上来水面积为661.2km2,为了确定采砂区河道设计断面,须计算采砂区设计洪水。护驾崖采砂区设计洪水分析计算,遵循以现有成果为基础,采用新资料经计算分析,复核后加以确定的原则。
1.2流域水文观测概况
采砂区所在五龙河水系位于胶东半岛中部,流域面积2832km2,干流长127km,流域中上游修建大型水库1座(沐浴)中型水库2座(小平、建新),小型水库及塘坝730座。五龙河有一级支流5条,即白龙河、蚬河、清水河、墨水河及富水河。
五龙河流域有实测水文站两处,分别为沐浴水库站、团旺站。沐浴水库水文站地处莱阳市河洛镇沐浴水库,位于五龙河支流蚬河中下游,控制流域面积455km2;团旺水文站地处莱阳市团旺镇南李格庄,位于五龙河下游,控制流域面积2445km2,占总流域面积的86.3%。
1.3防洪设计标准
根据有关规范和工程等级,确定相应防洪设计标准为20年一遇。
2.设计洪水的计算方法的确定
2.1计算方法的确定
采砂区所在富水河没有实测水文站,借鉴沐浴水库除险加固设计分别采用实测洪水资料和暴雨资料两种不同方法推求流域设计洪水。见表2-1沐浴水库设计洪水计算综合成果表。
表2-1沐浴水库设计洪水计算综合成果表
根据表2-1中综合成果知,采用不同方法推求设计洪水时,洪峰流量以采用雨量资料由经验单位线计算的洪水成果最大。由实测洪水资料推求的洪峰流量,除方案(1)以外,其它方案洪峰计算成果相差不大。经分析认为,由暴雨资料推求设计洪水时,在产汇流计算等环节中的诸多人为性处理及设定,未能较好地适合该流域的实际特性,可能是造成其计算成果中低频率洪水洪量偏大的主要原因。相比之下,采用洪水资料推求的设计洪水成果,基本上反映了流域内小型水库工程对中小洪水的影响,其成果的可靠程度要高于由暴雨资料推求洪水计算结果。在由洪水资料推求的方案(4)设计洪水成果中,考虑了洪水资料的统计抽样误差并对校核标准洪水设计洪量增加10%的安全修正值计算成果,其合理性和安全性均优于其它计算方案。经以上分析,确定(4)方案采用洪水资料推求设计洪水。
2.2现有设计洪水成果
2.2.1沐浴水库水文洪水计算成果
山东省水利勘测设计院于二00六年十二月编制完成了《莱阳市沐浴水库加固工程初步设计报告》,该报告对沐浴水库的设计洪水进行了分析计算,沐浴水库不同频率设计流量见表2-2。
表2-2沐浴水库洪水计算成果表
2.2.2五龙河干流宅科段治理工程团旺水文站洪水计算成果
山东省水利勘测设计院于2010年5月编制《莱阳市五龙河干流宅科段治理工程初步设计报告》。根据团旺水文站和沐浴水库水文站实测水文资料,对团旺水文站实测资料进行还原,得出沐浴水库~团旺水文站区间洪水系列,与沐浴水库~团旺水文站历史洪水组成不连序系列,根据矩法公式计算各参数,采用P-Ⅲ型曲线进行适线,求得沐浴水库~团旺站不同频率的设计洪水,团旺~沐浴区间洪峰流量频率曲线详见图2-1。
图2—1
团旺水文站控制断面不同频率设计洪水计算成果详见表4。
表4 五龙河主要控制断面不同频率设计洪水成果表
3.采砂区设计洪峰流量的计算
根据沐浴水库和团旺水文站洪水计算成果按面积进行内插:
式中:设计断面洪峰流量,m3/s;
沐浴水库团旺水文站洪峰流量,m3/s;
F—富水河护驾崖采砂区以上流域面积,F= 661.2km2;
F沐—沐浴水库水文站流域面积,F沐=455km2;
F团—团旺水文站流域面积,F团=2445k m2。
富水河护驾崖段设计洪水洪峰流量
20年一遇:
50年一遇:
經计算求得富水河护驾崖段20年一遇设计洪峰流量为Q=1781m3/h,由此可以推算河道设计断面,确定采选方案,以确保采砂区范围内各类水工程、道路、桥梁的安全,有效保护利用河砂资源。
4.结论
沐浴水库站、团旺水文站1960~2005年46年实测资料系列中不仅包括了六十年代的丰水期,也包括八十年代的连续枯水段,实测流量资料与实测降雨资料也较一致,系列代表性较好。成果的合理性、可靠程度优于暴雨资料推求的设计洪峰流量,由此洪峰流量计算的河道设计断面是合理的。