小峪河流域7.23暴雨洪水分析

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进行了洪水调查。

1流域概况

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

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。

4.1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878 m3/s。

4.2能量方程

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；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游依次计算中断面和上断面水位，计算结果见表4.2。

4.3合理性检查

采用比降面积法计算的流量值，通过水面线计算得到的各断面水位与实测的水位基本一致，见表4.2。由此可见本次洪水调查河段选择合理，各参数取值合理可靠。

表4.2洪痕、水面高程测量成果与水面线计算成果对照表单位（m）

4.4洪水频率的计算

小峪河流域与临近凤州水文站处于同一个水文气象分区，流域水文气象及地型地貌条件相似。采用凤州水文站实测洪峰流量系列采用PⅢ型曲线适线法。求得凤州水文站洪水频率计算成果及统计参数详见表4.3。

以凤州水文站各重现期洪峰为参照，采用面积比拟法：

推求小峪河各重现期洪峰流量见表4.4。

根据《宝鸡市水文实用手册》长江流域洪峰流量经验公式：

计算不同重现期的洪峰流量见表4.3。两种方法偏差较大，因为《宝鸡市实用水文手册》，经验公式法只适合10~150km2，大流域计算成果误差较大，仅供参考。而凤州水文站与小峪河流域水文特征相似，流域面积接近，且具有较长的实测资料系列，较真实的反应了流域的洪水特征。最终将调查洪峰流量值与面积比拟法计算结果对比，估算其重现期约为超30年一遇。

表4.3凤州水文站、小峪河洪水频率计算成果表单位（m3/s）

5结论与建议

本次调查严格按照《水文调查规范》（SL 196-97）行业标准进行，洪痕清楚，经对暴雨、洪水进行分析，确定小峪河7·23洪峰流量878m3/s，经过频率计算确定为超30年一遇洪水。

小峪河流域属暴雨多发区，认真做好流域内突发性暴雨洪水的预警预报工作和应对区域突发性洪水的防御工作。同时加强河道治理和管理，保证河道的行洪能力。

参考文献

[1]齐志义，车均，李志华等.宝鸡市实用水文手册[K].宝鸡：宝鸡市水利水保局.1990.

[2]秦磊，邓永锋.申家湾水电站防洪影响评价分析[J].水利科技与经济2010(5).