洪峰流量估算方法实例分析

王 琼

(佳木斯水文局，黑龙江 佳木斯154002)

河流发生的洪水包括实测洪水和历史洪水两种，所谓历史洪水是指过去已发生，但未通过水文站测到的特大洪水，这种洪水一般发生的年代久远但对水利工程设计规划十分重要，有时历史洪水是现有洪水系列中最大洪水。对历史洪水洪峰流量进行估算可以展延现有洪水系列长度和洪水量级，有利于更加精确地计算设计洪水重现期。

历史洪水和因故无法实测洪水的洪峰流量须采用事后估算的方法来确定。目前常用估算方法有水位～流量关系曲线延长法、比降法和测站断面特性延长法。下面以汤旺河五营站为例，对以上方法进行假定洪峰流量估算对比分析。以某一水位对应的实测洪峰流量为例，分别采用上述各方法对该水位下洪峰流量进行估算分析，进而得到各方法的计算精度结果，得出分析结论［1］。

1 洪峰流量估算方法介绍

1.1 水位～流量关系曲线延长法

对于设计洪水断面与水文测站断面相距较近时可采用此法，基本要求是测站历年水位～流量关系为单一曲线，断面稳定无跑滩。确定需估算的洪峰水位后，将其与水文测站断面水位相对应，具体方法可参照水面线资料或实地水面线落差估算，然后根据水文测站断面的水位～流量、水位～面积和水位～流速关系曲线估算。

因水位～流速关系曲线高水部分一般趋于直线，所以应先延长水位流速关系线，然后再按趋势延长水位面积关系线，最后以延长后的流速和面积相乘即为所估算的洪峰流量，这种方法比较简单，可以直接利用本站已有综合水位～流量关系线来延长估算［2］。

1.2 比降法

该方法也称为曼宁公式法，适用于附近无水文测站，但洪痕点较多且比较明显的洪水估算，一般不适合估算年代久远的历史洪水。其计算公式为:

式中:Q 为洪峰流量;A 为洪痕水位下断面面积;n为河床糙率;R 为平均水深;i 为水面线比降。式中A 通过实测大断面资料求出，n 可参考邻近水文站实测值或相关文献中的经验值，R 由断面面积除以湿周或水面宽求出，i 由实地调查测量的断面间距除以水位落差求出，该方法需实地调查洪痕点和测量多个过水断面以便确定水面比降［3］。

1.3 断面特性延长法

该方法适用于调查断面附近有水文站，但需要有实测洪水资料来外延断面流量与断面面积与水深的关系来推求洪峰流量，该方法属于水位～流量关系延长法的补充和升级版，适用范围更广一些。可以利用测站已有的历史数据建立Z ～A;Q ～A;关系图，在一副图上画出这两条线之后，根据调查洪痕水位即可辗转查出洪峰流量［4］。

2 实例应用对比分析

选择汤旺河五营站实测流量资料，该资料系列水位级284.09 ～286.11 m对应的9 次流量均为实测流量，现分别以上述3 中方法对这些测次的流量进行估算，然后进行误差对比分析。其中水位～流量和流量与断面特征关系曲线采用该站历年关系线，此处略;比降法所用糙率、比降采用该站水位与糙率和比降的关系线查得，其余参数采用大断面图查得，结果见表1。

3 结 论

经分析计算，该站比降法估算洪峰流量精度较高，主要原因是该站比降和糙率值在不同水位级时变化较小，相对比较稳定，所以在洪痕点确认比较准确的情况下估算洪水效果较好;再者就是比降法采用了洪水的实际影响因素来计算。另外两种方法属于相关法，也就是利用以往洪水的相似性来查线估算，这里人为影响因素较多，曲线延长趋势有一定的任意性，所以估算精度相对较低［6－8］。

本文所述方法是以实测洪水为例进行的假设洪峰流量估算，主要目的是了解各方法的使用精度情况。实际洪峰估算时因无权威的实测数据来检验，因此在方法选择上并无严格要求，本文所述方法可作为事先参考，所述结论仅局限于实例测站范围，对不同河道不具有代表性。

［1］金光炎，水文水资源随机分析［M］.北京:中国科学技术出版社，1992:35－65.

［2］黑龙江省水利厅，黑龙江省水文图集［M］.哈尔滨:黑龙江省水利厅，1996.

［3］黑龙江省水文总站，黑龙江省水资源研究［M］.哈尔滨:黑龙江科学技术出版社，1991:7－14.

［4］水利部水资源管理司，建设项目水资源论证培训教材［M］.北京:中国水利水电出版社，2005:79－92.

［5］杨树桐，杨波.借鉴历史洪水经验拟定防洪预案［J］.海河水利，2000(04):89－90.

［6］姚志远.应用植被洪痕重现历史洪水［J］.水土保持应用技术，2011(03):59－61.

［7］盛长滨.嫩江流域历史洪水传播特征分析［J］.东北水利水电，2008(11):25－28.

［8］李刚，刘双林.关于有历史洪水参加的洪水资料经验频率计算方法的讨论［J］.吉林水利，2004(02):67－68.