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狗河流域断面洪水组合流量推求

2021-09-03

黑龙江水利科技 2021年8期
关键词:洪峰流量径流量水文站

于 海

(营口市老边区水利事务中心,辽宁 营口 115000)

1 概 述

狗河发源于绥中县加碑岩乡窝岭村康庄北,流经加碑岩、秋子沟、明水、范家、前卫、沙河、网户、荒地等八个乡镇。河流穿过京沈高速公路桥、G102国道桥、沈山铁路及滨海公路后注入渤海,是绥中最大的独流入海河流。全长86.7km,流城面积539km2,多年平均径流量为13522万m3。流域上游较宽,中下游较窄,狗河北与六股河支流黑水河及狗河流域相连,西南与石河流域相邻,东靠猫眼河。

狗河流域位于黑山与燕山山脉衔接的低山丘陵,上游分水岭海拔多在500-1100m,境内山峰连绵,如大锥山、平顶山、南大山、老佛山、笔架山等20余座。河道上游支流较多,流域内相对高度多在300m-700m,地势较陡峻,河道上游卵石最大粒径可达40cm-70cm,下游最小卵石粒径也在1-2cm以上,全河床以卵石为主,粗砂、细砂较少。狗河属典型的山区河流,山丘面积占全流域面积的95%以上,植被覆盖较差[1-3]。

狗河流域现有在建水库1座—猴山水库。猴山水库位于狗河中游沙河镇赵家甸村上游约1km处,距离绥中县约35km。水库坝址以上河道长47.9km,控制面积377km2,占狗河全流域面积的70%。猴山水库任务是以向滨海经济区供水为主,兼顾灌溉的大型综合利用水利枢纽工程。水库总库容为15070×104m3,工程等别为Ⅱ等,工程规模为大(2)型,永久性主要建筑物拦河坝、副坝均为2级建筑物;次要建筑物为3级;临时性建筑物为4级。

2 气象概况

狗河流域属于中纬度地区,属于温带季风气候区,其特点是冬季以西北季风为主,严寒干燥,夏季以东南季风为主,炎热多雨,四季冷暖干湿分明。

狗河流域降水量年际间变化大,以赵家甸为代表站,1970—2020年多年平均降水量为617.4mm,最大年降水量为1203 mm,最小年降水量为389.4 mm,降水量年内分配也极不均匀,汛期(6-9)月占年降水量的80%左右,其分布趋势自西南向北递减,降水量年际变化也比较大。蒸发以绥中气象站为代表站,多年平均蒸发量1764mm(20cm口径蒸发皿)。多年平均月最大蒸发量发生在五月,为263.4mm;最小发生在一月,为41.8mm。气温以绥中气象站为代表站,多年平均气温在10℃,极端最高气温达到39.8℃,极端最低气温为-26.4℃。相对湿度以绥中气象站为代表站,多年平均相对湿度为63%,多年平均最大相对湿度出现在7月,为84%;多年平均最小出现在1-3月,为53%。霜以绥中气象站为代表站,多年平均初霜日为10月上旬,多年平均终霜日为4月中旬,初霜最旱出现在9月7日,终霜最晚出现在4月26日。风以绥中气象站为代表站,多年平均风速为2.4m/s,最大风速可达20.0m/s,其相应风向为N。1961-2020年多年平均年最大风速14.4m/s。冻土深度以绥中气象站为代表站,最大冻土深为1.25m,出现在3月份。

3 组合洪峰流量

3.1 基本情况

狗河流域有赵家甸水文站,该站设立于1970年6月,1988年撤站,有18a实测流量资料。流域内有2处雨量站,雨量站观测年限为1970-2020年。

邻近的石河流域大风口1961年设立为水文站,1964年停测,1974年6月大风口水库建成后设为水位站,1977年改为水文站,1983年水文总站又停测,但水库本身仍观测,实测流量资料1961-1963,1977-2020年。流域内有4处雨量站。大风口水库站1983年后水文资料由大风口水库保存,未经整编刊布。

河北省石河与辽宁省石河邻近,河北石河流域小陈庄于1956年设立为水文站,1974年以后变成石河水库站,收集到的水库观测资料到1987年。石河水库控制面积569km2。

邻近的六股河流域水文测站有绥中、前白水两处水文站。绥中水文站观测年限较长,自1934年11月开始观测水位,到1945年6月停测。解施后于1950年3月恢复水位观测,1954年6月改为水文站,一直到现在。前白水水文站,1964年6月设立为水文站,1971年6月改为水位站,1995年至今又恢复为水文站。流域内雨量站共20处,其中有11处为汛期站。

3.2 年径流量

狗河流域径流补给主要来自降水,故降水、径流在地区分布、年际变化,年内分配上变化较为一致。

从辽宁省多年平均年径流深等值线图和多年平均年降水量等值线图上看,降水径流的变化趋势较为一致,如年径流深自南向北由250mm向200mm递减,年降水量也自南向北由670mm向640mm递减,其等值线约呈相互平行状[4-7]。

狗河年径流年际间变化较大。根据1970-2020年资料的统计,狗河赵家甸站最大降水量为1203mm,最小降水量为389mm,最大是最小降水的3.1倍。降水量在年内分配也不均匀,多年平均7-8月降水量占全年降水量的55%左右。

狗河年径流年际间变化较大。根据1956-2020年资料的统计,狗河赵家甸站最大年径流量为268.76×106m3,最小年径流量为13.03×106m3,最大是最小年径流量的20.6倍[8]。可见狗河年径流年际间丰枯悬殊。径流量在年内分配也极不均匀,多年平均7-8月径流量占全年径流量的75%左右。狗河多年平均降水量、径流量年内分配见表1。

表1 狗河赵家甸站降水、径流年内分配统计表

备注:降水单位:mm;径流单位:106m3

通过对赵家甸站还原计算并对赵家甸站缺测年份的径流进行了插补延长,并与相邻站做相关分析,猴山水库初步设计径流采用系列为1956-2020年,猴山坝址径流均值为8475万m3,狗河河口年径流为11962万m3[9-11]。

3.2 组合洪峰流量

由于在建猴山水库位于狗河中游,猴山水库初步设计中对狗河流域的洪水进行了分析,并对下游承担10%频率防洪任务,故此本段洪水成果采用猴山水库中的计算成果[12]。

猴山水库以上集雨面积为377km2,河流长度47.9km;根据《辽宁省绥中猴山水库工程初步设计报告》中猴山水库以下选用控制断面铁路桥以上集雨面积530km2,铁路桥至猴山水库区间集雨面积为146km2。

本护岸工程位于狗河,左岸为小官帽村,右岸为大官帽村。与猴山水库区间集水面积为130km2,本段洪峰流量采用小官帽断面洪峰流量。

根据《辽宁省绥中猴山水库工程初步设计报告》,狗河通过猴山水库控制运用后,控制断面沈山铁路桥处洪峰流量为1010m3/s。利用赵家甸水文站插补延长的后的水文资料,利用面积比法和猴山水库控制运用放流之和,求本次治理区间的洪峰流量。小官帽处10a一遇洪峰流量为951m3/s。见表2。

表2 区间断面洪水组合洪峰流量表

综上所述,当河道通过P=10%设计洪水时,洪峰流量为951m3/s。

4 结 论

根据辽宁省无资料地区及猴山水库工程初步设计报告,对狗河流域断面洪水组合进行了推求,河道通过P=10%设计洪水时,洪峰流量为951m3/s。

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