张家口地区设计洪水计算方法

牛彦辉

（河北浩川工程咨询有限公司，石家庄 050000）

近年来，通过编制《崇礼城区至万龙（省道SL75张承高速公路万龙连接线）改建工程防洪评价报告》、《张承高速公路崇礼南互通改建工程防洪评价报告》，发现采用《张家口市水文水资源手册》中经验公式和推理公式方法计算的设计洪水成果相对偏小，对评价项目的防洪安全极为不利。因此，本次以张家口市崇礼区东沟为例，采用《张家口市水文水资源手册》中的经验公式和推理公式两种方法进行设计洪峰流量计算［1］10年、30年一遇设计洪水，并与崇礼东沟水文站相应标准流量成果进行比较分析。

1 河流概况

崇礼东沟为清水河源头，起于崇礼区北部与张北县交界的桦皮岭山脚下［2］，自东北向西南，流经清三营、狮子沟、白旗、西湾子等村镇［3］，在中山沟附近与正沟汇合，汇流口以上流域面积766km2，河道长84km，河道纵坡1.21%。西湾子镇建有崇礼水文站，控制流域面积430km2，具有1958～1961年、1982～2011年共34年不连续实测洪水资料。

2 设计洪水计算

为便于对设计洪水成果进行比较，本次选取崇礼水文站断面作为设计洪水计算断面，分别计算10年、30年一遇设计洪水。

2.1 流域地理特征值

计算断面以上流域地理特征值由1∶5万地形图量取，流域面积F为430km2，河长L为38.75km，纵坡J为1.199%。

2.2 设计暴雨

查《张家口市水文水资源手册》附图5-4～5-9，于流域重心分别查出不同历时的暴雨量均值和变差系数Cv值，取3.5Cv，据此求得10年、30年一遇设计点雨量，成果如表1，不同标准不同历时面雨量，成果如表2。

表1 计算断面以上流域点雨量计算

表2 计算断面以上流域不同历时面雨量计算成果

2.3 产流

依据不同标准不同历时面雨量，计算断面以上清水河上游东沟属产流I区，查得不同历时净雨深，成果如表3。

表3 不同历时净雨深计算成果 单位：mm

2.4 洪峰流量计算

采用经验公式和推理公式两种方法进行设计洪峰流量计算，成果如表4。

表4 计算断面不同标准设计洪水成果

3 设计洪水成果合理性分析

根据崇礼水文站实测和调查洪峰流量系列，采用皮尔逊III型曲线进行频率适线，得到10年、30年一遇设计洪水成果，并与本次暴雨推求设计洪水成果进行比较，如表5。

表5 不同计算方法设计洪水成果比较

由表5可知，由暴雨推求设计洪水成果与由流量推求成果相差较大，10年一遇仅为流量推求成果的52%，30年一遇为35%，而由流量推求设计洪水成果基于长系列实测径流资料，相对更为合理。因此认为由暴雨推求设计洪水成果不宜直接用于防洪评价。

4 设计洪水计算过程调整

《张家口市水文水资源手册》推理公式方法计算洪峰流量采用图解法，在计算Qm时不同时段净雨深由不同时段面雨量直接查P～R关系得到，而推理公式还可由设计降雨过程通过入渗扣损法得到设计净雨过程［4］。

因此，本次按四海站设计雨型时程分配得到设计降雨过程，采用初损后损法得到设计净雨过程［5］，并采用霍顿曲线理论对其进行修正，得到净雨成果如表6。

表6 修正净雨成果 单位：mm

依据修正净雨成果，采用推理公式方法重新进行设计洪峰流量计算，并与崇礼水文站流量推求成果进行比较，成果如表7。

表7 调整后设计洪水成果

经比较可知，调整后设计洪水成果略大于流量推求成果，两者基本一致，可作为防洪评价依据。

5 结语

（1）以张家口市崇礼区东沟为例，采用《张家口市水文水资源手册》中的方法计算设计洪峰流量，并与崇礼东沟水文站流量成果进行比较，发现计算成果相对偏小，且相差较大，对评价项目的防洪安全极为不利。

（2）对《张家口市水文水资源手册》推理公式方法中设计净雨推求部分进行了调整，发现调整后设计洪水计算成果与水文站成果较为一致，可以作为防洪评价依据。

（3）由于张家口地区缺乏长系列流量资料水文站，设计洪水主要采用《张家口市水文水资源手册》的经验公式和推理公式进行计算，对该地区防洪评价项目设计洪水计算具有重要指导意义。