赤峰市中心城区防洪的设计洪水地区组成计算

孙利佳

（辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁沈阳110006）

1 流域和资料概况

英金河发源于河北省围场县大野猪沟，全河长207 km，流域面积10652 km2，河道平均比降0.6%。阴河是英金河的主要支流，河长154 km，流域面积5700 km2，河道平均比降0.8%；三座店水库以上属丘陵山区，河道长度为113 km，流域面积2842 km2。阴河最大支流是西路嘎河，河长116 km，流域面积2321 km2，河道平均比降0.64%。锡伯河是英金河的另一较大支流，河长121.6 km，流域面积2978 km2。两河流至赤峰市北大桥与锡伯河汇合，始称英金河。

正在修建的三座店水利枢纽工程位于英金河的支流阴河下游，赤峰市松山区初头朗镇三座店村附近，距赤峰市城区35 km。三座店水库是一座集城市防洪、城市供水、农业灌溉等功能为一体的综合性大型水利枢纽工程。阴河支流西路嘎河上建有二道河子水库，为中型水库，控制流域面积 1509 km2，水库总库容 9300×104m3。

考虑赤峰设计洪水地区组成的分析计算，需要推求二道河子水库、三座店水库至阴河口区间（以下简称二、三～阴区间）、阴河口处和锡伯河口处的各频率设计洪水。根据二、三～新区间各频率设计洪水，按面积比法推求二、三～阴区间设计洪水。根据新店站各频率设计洪水，按面积比法推求得阴河口设计洪水。根据新～赤区间各频率设计洪水，按面积比法推求得锡伯河口设计洪水。由于篇幅所限以百年一遇洪水为例，设计洪水成果见表1。

表1 英金河各控制点及区间设计（P=1%）洪水成果表

2 设计洪水地区组成

2.1 设计洪水地区组成的洪水分区划分

三座店水库的主要防洪任务是提高赤峰市的城市防洪标准。赤峰市城区位于于阴河、锡伯河及英金河三河交汇处的周边，城市防洪问题需考虑阴河口处的防洪标准、锡伯河口处的防洪标准以及两河汇合后英金河的防洪标准。考虑二道河子水库与三座店水库的共同作用，设计洪水地区组成的洪水分区划分为四部分，即二道河子水库以上分区、三座店水库以上分区、二三～阴分区和锡伯河口以上分区。由二道河子水库分区、三座店水库分区、二三～阴分区可推求阴河口处组合设计洪水；锡伯河口以上分区可单独求得锡伯河口处设计洪水；由4个分区可推求英金河干流组合设计洪水。

2.2 洪水来源与组成

分别以赤峰站和阴河口为控制，根据上述划定的洪水分区，选择较大洪水年份，统计各分区每场洪水的24 h和3 d洪量，并计算各分区洪水构成控制地点处洪峰流量、24 h洪量和3 d洪量的比重。结果表明，在平均情况下两河洪水比重与其面积比重相符合，即阴河占60%左右，锡伯河占40%左右。

2.3 设计洪水地区组成的组成方法及方案选择

赤峰站的设计洪水组成采用同频率法。具体组成方案如下：

a）赤峰控制，阴河口设计、锡伯河口相应方案。其中阴河口设计可分解为两个方案：

1）二道河子水库设计、三座店水库设计、二三～阴区间相应方案。对于赤峰可组成上游水库设计、下游区间相应方案（二道河子水库设计、三座店水库设计、二三～阴区间相应、锡伯河口相应方案）。

2）二道河子水库相应、三座店水库相应、二三～阴区间设计方案。此方案主要针对阴河口控制的方案。

b）赤峰控制，阴河口相应、锡伯河口设计方案。此方案阴河口以上按二道河子水库相应、三座店水库相应、二三～阴区间设计方案划分，对于赤峰可组成上游水库相应、下游区间设计方案（二道河子水库相应、三座店水库相应、二三～阴区间设计、锡伯河口设计方案）。

2.4 典型年的选择

根据如下原则选择典型年：较大洪水年份。兼顾三座店水库和全区域；全区域暴雨洪水较为均匀；各地点洪水过程线资料较为完整；对水库防洪和下游城市防洪不利。

经过对1972，1963，1964年等若干个典型年的筛选分析认为1972年典型最符合上述典型年的挑选原则，且其峰前量相对多于峰后量这对水库洪水调节较为不利，1972年各站均为实测洪水过程线。而1963和1964年初头朗站的洪水过程线，均需由上游小庙子站（F=1656 km2）按面积比法求得，因此精度略低。

3 设计洪水地区组成计算

按前面拟定的同频率法设计洪水组成方案，以实测大水年1972年洪水过程线为典型，对于设计分区，采用洪峰、24 h洪量、3 d洪量同控制放大设计洪水过程线。对于相应分区，其相应洪量由控制站设计洪量分别减去设计分区设计洪量求得。各分区洪水过程线放大完成且组合后的洪水过程线与控制站设计洪水过程线比较，经试错法重新调整后，使组合后洪水过程线与控制站设计洪水过程线拟合较好。1972年典型的设计洪水地区组成各组成方案的计算成果见表2。

表2 1972年典型设计洪水（P=1%）地区组成各方案成果表

从表2可以看出各洪水分区中，不同方案的相应洪水其相应洪峰、洪量均小于该分区的设计洪峰、洪量，无明显不合理现象。各分区不同时段洪量叠加后，与控制地点设计洪量一致。1972年典型的组成方案中，分区洪水演进组合后均与控制地点设计洪水过程线拟和较好。

4 水库调节后的组合洪水成果

三座店水库与二道河水库，系英金河干流阴河的两座大、中型骨干水库工程，两库与下游整修后的堤防共同承担英金河流域下游河段的防洪任务。阴河口、赤峰站组合洪水按上述全区设计洪水地区组成方式，通过按照水库运用方式，1972年典型设计洪水对水库偏不利，最终选取1972年典型作为全区设计洪水。采用组合流量为各组成方案中成果里的最大者，即锡泊河设计、阴河区间设计，水库相应方案组合成果最大。最终百年一遇洪水阴河口组合流量为2465 m3/s；赤峰站组合流量为5568 m3/s。锡泊河因无控制性工程，锡泊河口采用其天然设计洪水成果见表1。

在拟定设计洪水的地区组成时，由于暴雨分布不均，各地区洪水来量不同，且各支流来水与干流的遭遇情况错综复杂，因此对洪水地区组成的研究就尤为重要。