平原地区小流域洪水过程线推求

一、流域概况

八里庄湖位于泉河流域，湖区所在位置为淮北平原的泉河洼地，属临泉县城规划城区范围内，用地类型主要为公园绿地，汇水河道为张台大沟。来水流域面积7.1km2，湖区水面0.55km2，总库容288.6 万m3。

二、设计洪水

由于缺少实测径流资料，且本区为小流域，设计拟采用实测暴雨资料，设计暴雨日程、时程分配参照《安徽省水文手册》（1975年）中最大24h 暴雨时程分配分析成果，以此计算设计暴雨；采用推理公式，推求设计洪水过程线（概化三角形过程线）。

1.设计暴雨

（1）水文基本资料

①水文测站情况

八里庄湖流域内无水文测站，附近有水文测站1 处，为杨桥站，主要监测降雨、泉河水位和径流，泉河流域面积相对八里庄湖流域大很多，不具有可比性，无法依此类比推出本流域的水位及径流；但杨桥站有长系列的降雨资料，此次选用杨桥站实测长系列降雨资料作为水文计算基础资料。

②径流

八里庄湖径流补给主要依靠降雨补给，流域内无水文站，没有任何实测出入湖流量资料，也没有进行过水位观测，只能依靠降雨资料推求径流。

（2）实测降雨资料分析

实测降雨资料采用距本区仅4.5km 的杨桥水文站建站以来的降雨资料，经适线配线计算，面雨量频率曲线见图1。

根据排频分析，获得最大1日、3日、7日在各种频率下的设计点暴雨量如图1，由于本流域面积仅7.1km2，考虑以点代面，以杨桥水文站设计点暴雨作为本流域的设计面暴雨量。根据安徽省水文手册，淮河以北，最大24h 暴雨与最大1日降雨量的换算系数K2=1.13，经换算获得最大24h 面暴雨见表2。

图1 最大1d、3d、7d 面雨量频率曲线图

根据《安徽省水文手册》，查表五-13，得最大24h 设计暴雨时程分配见表2。

2.产汇流分析

（1）设计洪峰流量Qm的计算

由于缺乏实测流量资料，也没有相近流域的实测流量资料或小流域单位过程线，故本次设计采用推理公式进行产汇流分析。

推理公式法的计算公式见表3。

式中：Qm—洪峰流量（m3/s）；

Sp—设计暴雨的雨力；

τ—流域汇流历时（h）；

tB—产流历时（即净雨历时）（h）；

α—洪峰径流系数；

n—暴雨衰减指数；

m—汇流参数；

表1 流域内设计暴雨量分析成果表

表2 最大24h 设计暴雨时程分配表

L—流域最长的汇流长度（km）；

i—河道平均比降；

—平均稳定入渗率（mm/h）；

F—流域面积（km2）。

式中：Pt—t 时段内的暴雨总量（mm），见表2；

t—设计暴雨历时（h）；

Sp—设计暴雨的雨力，计算得10年一遇及20年一遇雨力分别为92.3mm/h、107.5mm/h；

n—暴雨递减指数。查水文手册，取0.7。确定m 值，首先按下式计算θ：

θ=5.5/（1/8000）1/3=110，再由θ 值查《水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-2006）》，m取0.95。

用试算法推求Qm：假定Qm=24.0m3/s，则：

根据《临泉县城市防洪规划》，张台汇水区排涝标准为：20年一遇24h 暴雨24h 排出。因此该区采取20年一遇洪峰流量为30.1m3/s。

（2）设计洪水过程线的推求

采取概化三角形过程线，洪峰流量Qm已在前面求出，过程线总历时T 为：

表3 推理公式法计算公式表

式中：T—设计洪水过程线总历时；

Qm—设计洪峰流量（m3/s）；

Wp—设计洪水总量，即为设计洪水总过程线的总面积（m3）；

F—流域面积（km2）；

Rm—设计净雨深（mm），由于tB>τ，采用Rτ。

T=t1+t2（t1为涨洪历时，t2为退洪历时），根据杨桥水文站数据，t2/ t1=2.75。

经计算洪水过程线主要参数见表5。20年一遇概化三角形洪水过程线见图2。八里庄湖20年一遇设计洪水过程线结果见表6。

图2 20年一遇概化三角形洪水过程线图

3.成果合理性分析

此次设计采用淮北地区常用的《安徽省淮北地区除涝水文计算办法》进行复核计算，考虑《办法》采用的系列短，此次设计采用杨桥站长系列降雨资料，利用《办法》中的淮北平原次降雨径流关系曲线图计算流量。

根据《办法》有关规定，八里庄湖位于安徽省临泉县城关镇境内，降雨径流关系采用1 号降雨径流曲线；利用杨桥站实测降雨资料，以点代面，排频后推得设计暴雨值。

根据《办法》，设计暴雨的前期影响雨量3～5年一遇时，取45mm，10～20年一遇设计暴雨前期影响雨量 取55mm；根据计算的P+Pa 值，由降雨径流关系曲线图求得设计净雨深R 值。淮北平原降雨径流关系见表7。

表4 八里庄湖产汇流主要参数计算成果表

表5 洪水过程线主要参数计算表

表6 八里庄湖20年一遇设计洪水过程线表

根据《安徽省淮北地区除涝水文计算办法》，流域面积在50km2以下时排水模数计算用下式计算：

式中：α—最大24h 净雨占三天净雨总量的权重，其值约为84%；

R—三天暴雨相应的净雨深（mm）。

排涝模数计算成果见表8。各工况下不同频率设计流量计算成果见表9。

上述计算的流量值为24h 暴雨平均排出的流量值，若前述计算的10年一遇及20年一遇设计洪水过程换算成平均流量值，两者对比见表10。

表7 降雨径流关系表

表8 排涝模数计算成果表（单位：m3/s/km2）

表9 流量计算成果表（单位：m3/s）

三、结论

上述两种办法均是采用实测暴雨资料进行计算，根据表10 分析结果，采用小流域推理公式计算的洪水过程与淮北除涝水文计算办法分析的结果极小，因此此次推算的洪水过程是合理的■

表10 24h 暴雨平均流量比较表