鸭绿河上游富裕沟设计洪水的计算与分析

陈桂梅，贾洪晶

(1.黑龙江省水利学校，黑龙江 大庆 163255；2. 黑龙江省同江市河道管理处，黑龙江 同江 156400)

1 概 述

鸭绿河流域位于黑龙江省三江平原的东北部(属同抚地区)[1]，该流域西接青龙莲花河流域；南和东分别与别拉洪河流域接壤；北至黑龙江主航道及额图山分水岭。鸭绿河发源于同江市街津口与勤得利农场之间额图山南侧湿地。全长194 km，本区流域河长70 km，流域面积1476 km2，在抚远县西侧汇入大力加湖后，向北注入黑龙江，系平原沼泽性河流。河道弯曲系数1.4～2.5，河道比降1/3000～1/10 000，河床宽度10～20 m，河槽深度1.0～2.5 m。

富裕沟为鸭绿河一级支流，位于黑龙江省三江平原的东北部，该流域右侧与勤得利农场接壤，全长15.36 km，流域面积44.2 km2，系平原沼泽性河流。河道弯曲系数1.3，河道比降1/3000～1/10 000。洪水灾害频繁发生，因鸭绿河回水而使得沟内洪水出槽，淹没大片农田。按照规范《防洪标准》(GB 50201—2014)的要求，本次鸭绿河堤防防护区以乡村为主，防护区总面积1400.00 hm2，其中耕地面积953.33 hm2。项目实施后，可与鸭绿河下游左堤形成完整的防洪体系，防洪能力得到增强，洪涝灾害得到有效防范，流域内人民生命财产和经济社会发展的防洪安全保障问题得到初步解决。

2 水文基本资料

2.1 测站分布

因鸭绿河流域无实测水文资料，选用邻近流域别拉洪水文站为分析本流域的参证站，两流域自然地理条件相似，均开发较晚，其他基本情况相似，暴雨特性及分布一致为气象一致区，全流域多为低平洼地，平原占90%以上，故选用别拉洪站洪水资料分析成果作为本流域设计洪水分析依据。

参证站水文资料系列情况见表1。

表1 测站水文资料统计表 km2

2.2 资料审查

别拉洪站测流断面位于别拉洪河下游，别拉洪站建于1957年，是国家基本水文站，具有1957年以来的水位、流量、降水、蒸发等水文实测统计资料，资料的测、整、刊均执行国家规范，精度可靠。

本次设计水文基本资料采用别拉洪站1957—2008年洪水系列资料。

3 洪 水

3.1 暴雨洪水特性

鸭绿河流域径流成因以降雨径流为主，其次是融雪径流，枯水期还有少量的地下水补给。从每年11月—次年4月为封冻期，5—10月为畅流期。

对应降雨径流和融雪径流形成两个主要汛期：4月中旬—5月中旬的春汛和6月中旬—10月的夏秋汛。其中春汛主要是由气温升高产生的融雪、融冰作用形成地表径流引起的，时常伴随冰凌出现。流量较小，历时较长，洪水过程线表现为低峰、长历时，曲线低平；夏秋汛主要是由暴雨、大暴雨或全流域持续降雨形成地表径流产生，以8、9月份出现次数较多。

3.2 洪水调查

由于鸭绿河开发较晚，加之当地居民对往年洪水印象不深，本次只调查到1981年8月的两处洪痕，根据当地居民介绍，测得羊点处洪痕为45.70 m、南林子洪痕为45.45 m，洪水调查成果见表2。

表2 鸭绿河洪水调查成果表

4 设计洪水

4.1 参证站设计洪峰流量

参证站采用邻近流域别拉洪水文站推求设计洪水[2]。依据别拉洪站已有的1957—2008年实测洪水资料系列，按年最大值独立选样原则进行统计，并进行频率分析，采用Cs=2.25Cv的P-Ⅲ型曲线适线[3]，尽量照顾点群趋势，以大、中洪水的经验点据与理论曲线配合较优为原则进行适线，确定参证站洪水设计参数。频率曲线见图2，洪水参数、设计洪水计算成果及三江平原规划洪水成果见表3。

表3 别拉洪站设计洪峰成果表

从表3可知，本次计算成果比三江平原水利规划洪水成果偏低，由于三江平原水利规划洪水系列截至2002年，而本次别拉洪站洪水系列延长至2008年，2003—2008年为连续枯水年，所以本次计算的别拉洪站设计洪水成果偏小是合理的。

4.2 控制断面设计洪峰

4.2.1 鸭绿河金华段控制断面设计洪峰

按黑龙江省综合的面积指数公式计算。计算公式(1)如下：

Qmp=Qm别(F控/F别)0.67

(1)

式中：Qmp、Qm别分别为控制断面和别拉洪站设计洪峰，m3/s；F控、F别分别为控制断面和别拉洪站集水面积，km2。

鸭绿河控制断面设计洪峰计算成果见表4。别拉洪站设计洪峰频率曲线见图1。

表4 鸭绿河控制断面设计洪峰成果

4.2.2 富裕沟控制断面设计洪峰

(1)水文比拟法。按我省综合的面积指数公式计算[4]，计算公式同式(1)。

富裕沟控制断面设计洪峰计算成果见表5。

图1 别拉洪站设计洪峰频率曲线图

名称洪峰均值/(m3·s-1)CvCs/Cv设计洪峰/(m3·s-1)5%10%20%汇入口断面6+0001.801.452.256.204.262.47富裕沟2.681.452.259.306.343.68

(2)三江平原等值线图法。在富裕沟流域堤防6+000断面处有一汇入口，山丘区设计流量按三江平原等值线图法计算洪峰流量，成果见表6。

表6 富裕沟设计流量计算成果

5 结 论

由于鸭绿河流域洪水成因以降雨为主，故本次设计采用别拉洪站雨量资料验证鸭绿河控制断面设计洪水计算成果。对邻近流域别拉洪站年最大日降水排频，1981年最大日降水量相当于20 a一遇洪水标准。利用本次洪水调查的鸭绿河羊点1981年洪痕45.7 m，推求其相应流量为67.6 m3/s，与选用按别拉洪站面积比拟法推求的鸭绿河羊点控制断面20 a一遇的洪峰68.3 m3/s基本一致，说明本次利用别拉洪站设计洪水成果按面积比拟法推算鸭绿河金华段控制断面设计洪峰流量的方法是可靠的。

富裕沟水文比拟法计算的成果偏低，为了工程安全起见，富裕沟设计洪峰流量采用三江平原等值线图法计算的成果。