大青河站设计洪水计算及防洪分析

托合塔尔汗·东粮拜

（阿勒泰水文水资源勘测局 新疆 阿勒泰 836500）

我国的水文事业起步较晚，发展亦较为缓慢，大部分水电站均为建国后才成立，水文资料相对短缺，不能满足相关水文计算的需要，在具体计算过程中可以考虑历史洪水进行水文频率计算，这样可以大大提高样本的代表性及计算的准确性。

1 概述

大青河径流的主要来源是降雨和季节性积雪消融补给，因此，洪水成因也主要是夏季暴雨和季节性积雪消融形成；地下水虽占径流组成的比重不小，但其对径流补给相对稳定，不足以形成洪水。暴雨是诱发洪水灾害的常见原因之一，暴雨洪水是引起水利工程破坏失事的主要自然力量，所以对大青河洪水进行科学设计与估计，是保障该地区防洪安全和相关工程安全的重要前提。理论界将自然现象分为确定和不确定两种，确定现象是可以根据初始状态准确推测出期未来状态与发展趋势，而不确定现象则是不能推测出其未来状态和发展趋势的现象。而流域洪水虽然随时间在不断发生着变化，但是根据一定时空分布的降雨经过产汇流形成流域出口断面流量或者水位线会随着时间的推移而发生规律性的变化，即形成洪水过程线或者是洪水时间序列，所以洪水变化是一种确定性现象。但是这种确定性现象只是我们在理论上的分析，实际上由于缺乏其影响因子的相关数据资料，所以它们之间的函数关系至今无法得到准确表示，故而只能将其视为一种不确定现象。

大青河洪水从成因和发生时间上可以分为：春季末期或夏季初期的季节性融雪型洪水，夏季暴雨型洪水，降雨、融雪混合型洪水。融雪型洪水多发生在5月～6月，中、低山区积雪随着气温的逐渐升高，加速消融，形成融雪型洪水，这种洪水根据现有资料统计占全部洪水发生频率的61%；暴雨型洪水一般出现在6月～7月，大青河暴雨迅速形成洪水，在降雨集中的季节形成暴雨型洪水；降雨、融雪混合型洪水在大青河上也偶尔发生，但机率极小，而且主要发生在6月。从以上分析可看出融雪型洪水占全部洪水发生频率最大，因此可以认为大青河的洪水类型属于季节性融雪型洪水。

大青河又称大青格里河，位于新疆清河县北部。发源于阿尔泰山北麓的布尔根大坂、查干郭勒一带，由高山冰雪融化雨水及泉水汇集而成。河流南北走向，全长92km，流域面积10702km2，年净流量为5.05亿m3。大青河在乔什尕吐别克与小青河汇合。平水期水面宽47m，水深1.1m，流速1.8m/s，浅滩处大部分河段人蓄可徒步。5月上旬至6月下旬为洪水期，11月中旬至来年4月上旬为封冻期，2月份冰厚度为0.9m～1.5m。河床结构多为砾石，两岸植被以草木、杨、柳、桦树及少数的松树为主。系常年性河流，河流两岸多山谷。

表1 大青河站多年平均气象资料统计表

表2 大青河站最大24h降水频率计算成果表

表3 大青河站洪峰流量综合频率参数表

表4 大青河站设计洪峰流量成果表

2 设计洪水计算及防洪分析

2.1 洪水特点

大青河洪水的发生时间集中于夏季5月～8月间，经分析，有三种洪水类型：融雪型洪水、暴雨洪水和暴雨融雪混合型洪水。前者与积雪气温相对应，其洪峰量级（无准确数据）相对较小；后者系融雪洪水与暴雨型洪水叠加而成，具有峰高量小历时短的特点。

2.2 设计洪水计算及防洪分析

2.2.1 设计洪水计算

根据综合频率参数，依据对1969年、1999年、2002年三次调查洪水成果进而推求大青河站各频率设计洪峰流量，计算公式如下：

式中，Qm调——调查洪水洪峰流量；

K调——调查洪水模比系数；

Qm——洪峰流量均值；

Qmp——设计洪峰流量；

Kp——频率为P的洪峰流量模比系数。

代入上式大青河站各频率设计洪峰流量，结果如表。

2.2.2 设计洪水流量计算

根据工程规模，其洪水为20年一遇设计，100年一遇校核，故洪水流量为：P=5%时Q设=149m3/s；P=1%时Q校=295m3/s。

2.3 防洪分析

（1）沙泥多克洛洪沟洪水的影响

由于该处无水文站又没有多年实测水文资料，无法推求准确的洪峰流量。因此，在勘测设计过程中，采用实测洪沟断面及洪痕高程推求出洪沟流量Q=40m3/s。在汛期，洪沟全部水量（洪水和泉水）通过溢流泄洪堰下泄大青河下游河床（在保尔水库上游约3.0km范围内下切，相对位置较低），而水库大坝位于大青河下游河床右侧Ⅲ级阶地上，属引水注入式水库，相对位置较高，因此沙泥多克洛洪沟洪水对水库无影响。

（2）蓄木朗渠洪水对保尔水库的影响

因蓄木朗渠断面面积小，洪水期只有少量的积水进入蓄木朗渠，对水库影响较小。

（3）大青河洪水的影响

由于在该河上已建成了铁热克塔引水枢纽渠首，大青河洪水在汛期通过铁热克塔引水枢纽中部30m宽的溢流泄洪堰下泄大青河下游河床（在水库上游约5.0km范围内下切，相对位置较低），而水库大坝位于大青河下游河床右侧Ⅲ级阶地上，属引水注入式水库，相对位置较高，因此大青河洪水对水库无影响，故本次设计不做洪水分析计算。

（4）水库东部山区洪水的影响

根据现场调查和库区实测地形图，水库东部山区离库盘较近。区域内出现暴雨之时，由于山体不高、区域不大，在区域内形成的暴雨洪水对水库不会造成威胁。因此，本次设计中不考虑山前洪水对水库的影响。

3 结语

目前大青河水库有最大放水量为5.3m3/s的放水涵闸一座，因水库引水量少（共1.8m3/s），放水闸放水能力较大，万一出现险情，这座放水闸开启泄水，立即降低水库水位，能有效地避免险情的发生。从水库放水闸放水能力方面考虑，水库大坝防洪也是安全的。※

[1]梁祖武.南流江合浦城区河段防洪设计洪水分析[J].红水河,2010（05）.

[2]刘广成，张新，狄方洪.拉林河蔡家沟防洪断面（水文站）防汛特征水位分析计算[J].黑龙江水利科技，2012（01）.

[3]芮孝芳，张超.论设计洪水计算[J].水利水电科技进展,2014（01）.