淮北地区除涝水文计算办法探讨

2012-09-13路伟亭王玉山

治淮 2012年5期

路伟亭王玉山

一、基本情况

淮北地区某河流上一水闸主要用于蓄水灌溉、防洪、排涝，非汛期关闸节制上游来水，为流域内农田灌溉及人畜饮水提供水源，控制灌溉面积3.2万亩。闸上公路桥沟通两岸的交通，便利两岸人民的生产生活和交通运输。该闸址以上集水面积247km2，河道比降约3/10000。

二、气象

该地区属暖温带半湿润季风气候区，处于北亚热带和暖热带的过渡带，具有南方和北方的气候特点。冬季干冷，夏季多雨，四季分明，日照充足，雨量适中。但降雨年际变化显著，年内分布不均。冬季受西北利亚高压控制，盛行偏北风，气候寒冷，雨雪稀少；春季北方冷高压势力逐渐衰退，太平洋副热带高压逐渐加强，气温回升快，雨水增多，由于冷暖空气活动频繁，天气多变；夏季受太平洋副热带高压控制，盛行偏南风，炎热多雨，雨季一般从六月下旬开始，八月结束，雨量集中，强度较大，常易造成洪涝渍灾害；秋季太平洋副热带高压衰退，北方冷高压增强，气温降低，雨水减少，常有秋旱，也有的年份秋雨连绵，影响秋种。

该地区光热资源丰富，四季分明，多年平均气温14.50℃。最高气温出现在7月，最低气温一般在出现在1月。极端最高气温出现在1976年6月11日，为40.20℃；极端最低气温出现在1969年2月5日，为零下23.4℃。历年平均初霜出现在10月下旬，终霜在4月上旬，全年无霜期207～217天。

该地区多年平均降水量为811.2mm，降水量最大年份是1963年，年降水量1320.2mm，降水量最小年份是2002年，仅为496.0mm。降水量最多年是最小年的两倍多。

流域属季风性气候区，风向有明显季节性变化，3～7月多为东南风，8～10月多为东北风，11月至次年2月多为北风。年平均风速为2.5m/s，最大风速为20m/s。

三、水文计算

安徽省淮北地区除涝水文计算，历来均采用由设计暴雨通过产、汇流推算的方法。现行采用的计算办法为1981年《安徽省淮北地区除涝水文计算办法》（以下简称《81年办法》）。《81年办法》是对原水电部淮河规划组提出的《淮北除涝水文计算办法》（亦称“70北京对口成果”）使用范围只限于流域面积为500～5000km2的补充，对集水面积在500km2以下流域及排水区计算进行了规定。《81年办法》是目前淮北骨干河道、边界工程及排水区除涝水文计算的主要依据，多年来在治淮工程规划、设计中广泛采用。

该河流流域内无水文站及水位站。因此，该河流设计洪水无法用直接法推求，只有用间接法推求。该河流域地处淮北平原东北部，除涝水文计算办法采用省水利勘测设计院1981年9月制定的《安徽省淮北地区除涝水文计算办法》。该办法根据设计暴雨间接推求设计流量。

1.设计暴雨

根据1981年《安徽省淮北地区除涝水文计算办法》附表2，该河流域设计暴雨成果见表1。

2.降雨～径流关系

设计暴雨前期影响Pa值采用：3～5年一遇为45mm、10～20年一遇为55mm。

根据淮北地区降雨径流分区，某河流域为b'区，采用3号次降雨径流关系线，见表2。

3.设计洪水

河道设计流量计算公式为Q=KRF-0.25

式中：Q——日平均设计流量（m3/s）；

K——综合系数，淮北地区统一采用0.026；

R——3d设计暴雨产生的径流深。由设计频率年流域内平均3d面暴雨量（P）及前期影响雨量（Pa），查淮北地区次降雨径流关系曲线求得；

F——流域面积（km2）。

表1 某河流域设计暴雨成果

表2 淮北平原次降雨径流关系3号关系线成果表

表3 某水闸规划设计参数

对于超标准洪水，由上述公式计算的流量作修峰处理，安徽省在实际应用中，3～5年一遇洪水不修峰，10年一遇洪水修峰系数为0.9，20年一遇洪水修峰系数为0.85，50年一遇洪水修峰系数为0.80。根据该闸流域面积查“淮北平原地区设计暴雨量表”及“淮北平原次降雨径流关系曲线”求得不同频率3d暴雨的径流深，再按上述公式得出不同频率的设计流量。计算成果见表3。