奎濉河流域水文计算办法探讨

路伟亭 雷广锋

一、基本情况

淮北地区某河流为萧濉新河的一级支流，干流全长72.4km，流域面积466km2，其中平原区面积160km2，山丘区面积306km2。安徽省境内干流河长56.7km，来水面积378.6km2。该河大部分河道比降较陡，约为1/6500左右，山丘区面积所占比重大，约占全流域的66%，洪水具有陡涨陡落的特点。该河径流量呈现丰枯交替的周期性变化，非汛期的10月～次年5月，降雨稀少，基本无径流形成。

二、气象

该河流域地处暖温带半湿润季风气候区，四季分明，春暖秋爽，夏炎冬寒，具有明显的大陆性气候。由于流域东部为低山区及少量小丘陵，在整个淮北平原中属特殊地形，易形成地形雨，造成流域内降雨比一般平原区大，暴雨也较集中。降雨的年际、年内变化较大，降水集中且时空分布不均。

流域多年平均降水量862mm，主要集中在汛期（6～9月），约占全年的60%。最大年降水量1352.3mm（1963年），最小年降水量558.8mm（1999年），最大日降水量249mm（1957年7月14日），多年平均降雨天数为92d。年内出现暴雨的时间一般为5～10月。

据流域邻近的濉溪县气象站气象资料统计，年平均气温14.5℃。极端最高气温41.1℃（1992年6月11日）；极端最低气温-21.3℃（1969年2月5日）。多年平均日照时数2294h，常年平均风速3.0m/s，10分钟平均最大风速为19m/s（相当于8级风力）。

三、水文计算

该河流域山丘、平原交错，全流域466km2面积中，平原区面积为160km2，仅占1/3，而山丘区面积为306km2，约占2/3。由于山丘区地形坡度大，洪水汇流速度较快，而平原区地形平缓，洪水汇流速度较慢，故与其他淮北支流河道相比，在产、汇流特性方面有明显的差异。因此，其洪水计算方法与《安徽省淮北地区除涝水文计算办法》（1981年）中“集水面积在500km2以下的流域及排水区”的各项规定稍有区别。

由于该河干流缺乏可利用的长系列实测流量资料，拟采用雨量资料计算设计洪水。该河流域与奎濉河流域相邻，地形相似，气象条件相近，该河治理的历次设计文件中均采用奎濉河水文计算办法。

（1）设计暴雨

据安徽省1975年分析成果，奎濉河流域设计暴雨采用的点雨量统计参数为：最大3d暴雨量均值为135mm，Cv=0.55，Cs=3.5Cv。

表1 不同重现期设计暴雨成果表

表2 不同面积暴雨点面折减系数表

考虑目前实测暴雨资料已有较长系列，以流域内实测雨量资料分析计算设计暴雨，以便比较。该河来水区域选用各测站的雨量观测资料，采用P-Ⅲ型频率曲线，用矩法估计统计参数，适线的原则是尽可能使频率曲线通过点群中心，适当照顾到大洪水，经分析计算该河流域最大3d暴雨量均值为136.5mm，Cv=0.55，Cs=3.5Cv。

结果表明，以实测雨量资料分析计算的设计暴雨成果与安徽省1975年分析成果相比，最大3d暴雨量均值相差不大；Cv值及Cs与Cv的倍比值基本相同。考虑奎濉河流域水文计算办法的历史背景，且“75成果”进行了面上平衡，故仍采用奎濉河流域的设计暴雨进行设计洪水计算，即最大3d暴雨量均值为135mm，Cv=0.55，Cs=3.5Cv。不同重现期设计暴雨成果见表1。

流域面积100km2以内，设计暴雨以点代面；100km2以上的大面积，利用间接法计算设计面雨量，暴雨的点面折减系数按1981年《安徽省淮北地区除涝水文计算办法》的点面关系成果选用，见表2。

表3 各分区降雨~径流关系表

表4 闸河干流各河段设计洪水计算成果表

（2）降雨～迳流关系

参照奎濉河水文计算办法，将该河流域划分为粘土区、淤土区两类。粘土区的降雨～径流关系采用1970年“北京对口水文”成果的a线；淤土区的降雨～径流关系采用安徽省1967年分析成果。各分区降雨~径流关系见表3。

（3）设计洪水

根据沿河支流汇入及各河段来水情况，分段计算该河干流相应控制断面各频率设计洪水流量。

排涝模数采用24h平均值，按下式计算：

为简化计算，流域内山丘区暂按粘土区的排涝模数加三成计算，平原区一律采用淤土区的排涝模数，按面积加权平均计算综合排涝模数。对于超标准洪水，按10年一遇设计流量打九折，20年一遇设计流量打八五折处理。闸河干流各河段设计洪水流量计算成果见表4。

四、结语

通过水文计算获得的成果，为该河流治理、水闸除险加固提供基础规划参数，可进一步推算设计水位，确定工程任务规模和设计标准，为工程建设服务■