河道生态治理洪水治理特点

摘要：探讨缺乏资料的河道治理洪水分析方法，论述各方法存在的局限性。采用洪水调查综合分析法和水文比拟法，对富源河道治理进行洪水分析，估算各个防洪控制断面的设计洪水，综合分析确定采用值。讨论洪水调查综合法运用于缺乏资料的小流域设计洪水的实用性。

关键词：小流域；设计洪水；河道治理

河道设计洪水是河道治理工程的枢纽设计因素之一。在工程设计中，常因缺乏水文资料而无法对工程设计洪水做出准确的推求，需借助邻近流域资料采用水文比拟或者经验公式法推求，不同的推求方法得到的设计成果差异较大［1］。中小流域就更难收集到水文资料。缺乏资料的河道治理洪水设计主要采用邻近水文站水文比拟法、地区综合经验公式法、推理公式法以及洪水调查综合分析法等方法进行推求。

1河道治理洪水计算方法

1.1水文比拟法

当治理河段所在流域内有较长的实测洪水资料的水文站时，用流量资料推求设计洪水方法采用频率分析计算水文站设计洪水，再以水文站设计洪水为依据，用水文比拟法推求设计断面洪水。采用面积比拟法时主要受到相似流域水文资料齐全性和控制面积之差两个要素的影响，同时也很难精准界定流域相似度，因此，水文比拟法在流域控制面积相差不大的中型流域且水文资料齐全的参证流域实用性才较高［2］。

1.2地区综合经验法

治理河段流域内无水文站点，所处地区有实测和调查的暴雨洪水资料，找出洪峰流量与流域特征、降雨特性之间的相关关系，运用地区综合经验对洪水参数分析，然后推求各个设计断面的洪水。地区综合经验法受区域特性、下垫面影响较大，通用性差。

1.3推理公式法

当治理河段流域内无水文站点或水文站的资料短缺，一般采用查《云南省暴雨洪水查算使用手册》法查产流参数汇流参数，由暴雨资料推求设计洪水。首先对暴雨资料进行频率分析，得出设计暴雨。依据设计暴雨采用单位线法和水科院法［3］推求设计洪水。尤以水科院法运用较广，但推理运用查手册的参数无法体现海拔的差异性，同时设计结果对其汇流参数m值的选取敏感性较强。

1.4洪水调查综合法

洪水调查综合法是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估算相应的洪峰流量，从而综合分析估算各控制断面的设计洪水。

2云南省中小河流治理特点

云南省中小河流河道治理洪水设计有其特殊性及缺陷：一方面，中小河流流域内常无水文站或雨量站，无法收集到实测洪水及暴雨资料，属于无资料地区；另一方面，设计流域与参证水文站面积相差太大，水文站控制面积一般较大，而设计流域面积较小，无法采用水文比拟法计算防洪断面设计洪水；同时，中小河流治理河段的防洪标准较小（多为10年一遇或20年一遇），设计成果敏感性强。不同计算方法计算结果差异大，对地区及资料的依赖性较强，尤其在参数及系数的选取上。应结合河道安全泄量的复核结果分析洪水成果与设计调查的符合性。

3典型实例

富源县古木河治理工程分为两段：集镇段及古木段。集镇段，从集镇停车场处到山背后落水洞处，总治理长度3.5km；古木段，从河头起到古木村段，治理长度6.86km。古木河为黄泥河支流，发源于富村镇居黑村，流经河头起、大凹子、蚂蝗田、古木，在岔河口汇入小黄泥河，河长19.7km，集水面积207.2km2。依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）［4］及《防洪标准》（GB50201-2014）［5］确定的设计洪水标准，需提供工程断面十年一遇的设计洪水及施工洪水。此次采用洪水调查综合法及水文比拟法分析设计断面洪水。

3.1洪水调查综合法计算

根据常遇洪水洪痕调查，集镇段（CKZ0+574.6m）河段常淹水渍痕迹高程在1940.2m~1940.3m之间。实测横断面水面较平缓，比降为6‰。糙率参照《水力学》［6］粗糙系数n值表中“天然河道糙率”综合确定。桥涵河道糙率主槽在0.035-0.050之间，本次取用0.040，按《水力学》中曼宁公式及谢齐公式计算常淹水渍对应流量为9.37m3/s。古木段（CKZ5+726.1m）常淹水渍痕迹高程为1309.6m~1309.7m，高1.2m，河道平均宽度12.8m。实测横断面水面比降为12‰，同理计算出的常淹水渍对应流量为42.4m3/s。将两个断面常遇洪水分析的流量值作为P=50%洪峰流量。

3.2水文比拟法计算

河边站是本次流域水文设计的主要依据站。由1959～2009年实测加1932年、1935年两年的历史洪水，组成不连续系列进行频率计算。频率曲线采用P-Ⅲ型，统计参数用矩法初估，经验频率适线。河边站频率计算成果见下表，频率曲线见图1。以河边站为参证站，采用河边站加入历史洪水成果，按面积比指数0.67次方及最大一日降水修正，计算各断面设计洪水成果。

3.3统计参数及成果

依据上述河边水文站的频率分析成果，此次设计河道，考虑到有落水洞、暗河等对古木河流域年际变化影响较大，依据古木河流域特性，古木河与河边水文站所在的流域相比，年际变化较大。综合考虑，此次治理河段参数支流集镇段Cv取0.55，古木河干流段Cv取0.5。两种方法计算出各设计断面的设计洪水成果列于表2。

3.4成果分析及结语

无论采用何种方法推求，均应进行洪水成果的合理性分析。从计算成果看，两种方法计算结果相差不大。洪水调查综合法在河道治理实际工程运用中较为广泛。其采用的是经实地调查的一种估算方法，调查治理段常遇洪水痕迹，依据该痕迹高程，结合实际测量的治理断面，运用水力学公式估算出相应的洪峰流量，同时推算其他防洪控制断面的设计洪水。此次洪水痕迹较明显，能找到洪痕的断面也较多，选用了2个断面，同时运用其他洪痕断面进行了复核，发现洪水调查法设计成果较为准确。另外，调查时为11月，为枯季，记录了洪痕断面处现状时的水深，流速，量算了河道断面，依据此次设计的枯期洪水成果与现状调查的枯期流量进行了比较，发现两者相差较小。水文比拟法设计中，加入了最大一日降水修正，但所依据的水文站与流域面积相差10.9倍，设计标准下的成果实用性弱。故此次设计选用洪水调查综合法分析成果作为最终成果。同时，从上述结果也可看出，水文比拟法运用于工程时，参证站与设计流域控制面积相差越大，设计成果参照性越差。各设计断面成果将为古木河河道治理工程中治导线划分及堤防设计提供依据。

参考文献：

［1］张修照，陈章友，刘石桥.尾矿库工程洪水计算方法探讨［J］.工程建设，2011，(2).

［2］梁海宏，黄一帆，李文辉.缺乏资料的小型流域洪水计算方法分析.陕西水利，2018，7(4)：196-198.

［3］詹道江，叶守泽.工程水文学（第三版）［M］，北京：中国水利水电出版社，2007，264-270

［4］中华人民共和国水利部.SL252-2017水利水电工程等级划分及洪水标准［S］.北京：中国水利水电出版社，2017.

［5］中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50201-2014防洪标准［S］.北京：中国计划出版社，2014.

［6］四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室.水力学（第五版）（上册）［M］，北京：高等教育出版社，2016，196-197

作者：苏琼 陈春武 贺隆元 单位：国家林业和草原局西南调查规划院