辽西大凌河流域中小河流水文计算

2010-08-08冯金鹏丁立国童丽丽

东北水利水电 2010年10期

关键词：大凌河模数水文

冯金鹏，丁立国，王凯，童丽丽

（辽宁省水利水电科学研究院，辽宁沈阳 110003）

1 大凌河流域概况

大凌河是辽宁省主要河流之一，河长435 km，流域面积23 263 km2，是辽宁省西部地区流域面积最大、流程最长的河流。

1.1 水系

大凌河支流众多，且多集中于左侧，流域面积在100 km2以上的一二级支流达56条之多，其中细河、牛河的流域面积均在2 000 km2以上，大凌河西支、第二牛河的流域面积均大于1 000 km2。流域面积在1 000 km2以下的较大支流有老虎山河、凉水河、渗津河、伊马图河、官营子河、清河等。

1.2 气候暴雨洪水

大凌河流域属寒温带夏雨炎热型气候，受南来暖湿气团与北来大陆气团交互影响及季风环流影响，夏季炎热多雨，冬春少雨干燥，是辽宁省的干旱地区。大凌河流域洪水主要由大暴雨形成，其主要天气系统为华北气旋、台风、高空槽。多年平均降水量450～610 mm，由南向北递减，降水量年际变化较大，丰、枯年比值可达3.5倍，降水量年内分配不均，多集中在6～9月，汛期约占80%，汛期降水量又多集中在7，8月份的几次暴雨之中。

2 水文计算常用方法及合理性分析

2.1 利用水文测站资料计算

水文计算断面处有水文站情况下，可应用水文站多年(资料年限应不少于30年)系列洪峰加历史洪水资料，采用绘线读点法（矩法）计算水文站不同频率的洪峰流量。如果水文测站不在水文计算断面处，但是二者处于同一流域，且气侯条件及下垫面条件比较一致情况下，可采用水文比拟法计算设计断面处的洪峰流量。在采用数理统计方法计算设计洪峰的时候，考虑到大凌河流域的大洪水主要有 1790，1886，1930，1949，1962，1994 年洪水，近期未发生较大洪水。因此水文系列延长后计算的设计洪峰比已有的大凌河规划设计中已经有设计洪峰成果要小（比如原《大凌河流域规划（要点）补充报告》），这种情况是合理的。

2.2 无资料地区水文手册计算方法

辽宁省水文水资源勘测局于1998年8月出版《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》。该手册在以往工作的基础上，对建国以来中小流域水文资料进行了系统分析和总结。通过对已有大量水文气象资料分析，全面阐述了辽宁省暴雨、洪水时空变化规律，深入分析了暴雨、洪水相关参数，较好解决了设计暴雨问题，提供出设计洪水计算的理论、方法和一系列图件。其基础资料翔实、方法先进、综合成果符合部颁《设计洪水计算规范》要求。该方法在计算300～1 000 km2的中等流域和300 km2以下的小流域时具有科学、准确、快捷的优点。在大凌河中小河流水文计算中，若需要计算一些距离水文测站非常远、流域面积相差很大或下垫面条件差异明显的山区中小流域时，该方法具有很强的实用性和便捷性。

2.3 雨量资料推求设计洪水

当以下几种情况出现时，则需由暴雨资料推求设计洪水。

1）当设计流域实测流量资料不足或缺乏时。2）人类活动破坏了洪水系列的一致性。

3）设计成果需要多种方法,互相印证,合理选定。

按照暴雨洪水的形成过程，推求设计洪水可分三步进行。①推求设计暴雨：用频率分析法求不同历时指定频率的设计雨量及暴雨过程；②推求设计净雨：设计暴雨扣除损失就是设计净雨；③推求设计洪水：应用单位线法等对设计净雨进行汇流计算，即得流域出口断面的设计洪水过程。

2.4 平原区排水模数法

辽宁大凌河流域虽然主要为山地丘陵区，但是也存在相当多的平原区间杂出现，在水文计算时，这部分区域如果都按照山区计算则会令计算结果大大超出实际情况，故需区别计算。

平原区洪水可按经验公式法计算，公式如下：

式中：F——面积，km2；KP——频率系数，当P=5%，KP=1.84；QP——设计流量，m3/s。

式中：F——面积，km2；qP——排水模数；QP——设计流量，m3/s。

1996年，辽宁省水利水电勘测设计研究院在《辽宁省中部平原涝区及东南沿海涝区排水模数分析》工作中，延长水文资料至1994年，建立了新的降雨径流关系。经分析，辽宁西部地区10年一遇水田排水模数为 0.14～0.21 m3/（s·km2）、旱田排水模数为 0.19～0.27 m3/（s·km2）；5 年一遇水田排水模数为 0.08～0.13 m3/（s·km2）、旱田排水模数为 0.13～0.18 m3/（s·km2）。实际工作中还应结合当地情况，合理选用参数。