武功縣漆水河入渭河口段防洪工程水文分析

馮碧娜

武功縣漆水河入渭河口段防洪工程水文分析

馮碧娜

（西安景天水利水電勘測設計咨詢有限公司，陜西西安710018）

漆水河干流柴家嘴以上修建多座水庫，流域設計洪水計算較復雜。通過同頻率地區組成法及調查洪水法對漆水河入渭口段洪水進行分析計算得出：工程區10年一遇洪水洪峰流量為385m3/s，20年一遇洪水洪峰流量為710m3/s。將該治理段洪水計算成果與上游工程的計算成果對比，較為接近，說明該段洪水計算采用的方法合理，計算成果可靠，推薦以本次計算的設計洪水作為最終成果。

渭河；漆水河；水文分析；同頻率地區組成法；洪水調查法

1 基本情況

1.1 工程概況

漆水河入渭河口段防洪工程是渭河咸陽綜合治理的重要組成部分，《陜西省武功縣漆水河流域防洪工程規劃》對漆水河入渭口段防洪工程漆水河渭河回水區（河道中心樁號K0+000～K2+184）要求防洪標準為20年一遇，因此該段按照20年一遇洪水設防，漆水河上游渡槽至回水區末端（河道中心樁號K2+184～K5+924）主要保護農田按照10年一遇洪水設防，工程區分漆水河渭河回水區和漆水河上游渡槽至回水區共5.9 km，起點與渭河大堤段相接，封閉段與楊凌區段防洪工程相接。

1.2 流域概況

漆水河是渭河左岸一級支流，漆水河干流全長152.0 km，流域面積3824 km2，平均比降4.7‰。漆水河上有大北溝和韋水河兩大支流；大北溝干流全長80.6 km，流域面積481.7 km2，平均比降6.3‰。韋水河全長147.5 km，流域面積2023 km2，平均比降2.7‰。

流域內水利工程較多，干流上1973年建有羊毛灣水庫；支流大北溝河20世紀70年代初年建成西溝水庫、乾陵水庫、老鴉咀水庫、大北溝水庫；韋水上游橫水河、雍水河在20世紀60年代建成了白荻溝、東風兩座中型水庫，支流美陽河上20世紀70年代建有信邑溝水庫，七星河上六、七十年代建有官務、丁童、白家窯等水庫群。

其中羊毛灣、大北溝、白荻溝、東風、信邑溝及七星河上的水庫群對防洪工程影響較大。

2 水文分析

2.1 基本資料

漆水河流域水文資料觀測系列較長，主要水文站包括：龍巖寺、好畤河(安頭)、柴家嘴、白荻溝、頭道溝。水文站網一覽表見表1。

表1 漆水河流域水文站網一覽表

2.2 歷史洪水及重現期

根據陜西省水利廳整編的《陜西省洪水調查資料》及陜西省水利電力勘測設計研究院編制的《羊毛灣水庫大壩洪水復核報告》對漆水河流域調查的洪水資料，從歷史洪水調查情況看，漆水河龍巖寺段1920年洪水是迄今為止最大一場洪水，洪峰流量為2030 m3/s，1901年系第二大洪水，但未定量，考慮安全起見，本次將漆水河龍巖寺河段1920年洪水的重現期確定為110年，1901年、1933年和1954年洪水分別是110年來發生的次大、第三、第四大洪水。

2.3 設計洪水計算

漆水河干流柴家嘴以上修建多座水庫，設計洪水計算復雜，本次設計采用了同頻率地區組成法進行了分析計算，本次水文分析計算沿用陜西省水利電力勘測設計研究院《楊凌區漆水河楊村鄉、李臺鄉段防洪治理工程初步設計報告》[1]中的調查成果。調查到2011年9月18日該段曾發生過幾十年來的最大洪水，通過對該場洪水重現期及量級的分析，估算工程處設計洪水。

2.3.1 柴家嘴河段2011年9月18日調查洪水分析

（1）2011年9月18日洪水概況

經調查了解2011年9月18日洪水系9月12日漆水河出現了秋淋洪水，漆水河洪峰流量仍超過266 m3/s。水庫最大下泄217 m3/s。本次洪水過程中，韋水河洪水很小，大北溝水庫無泄水。

（2）洪峰流量

鑒于圪嶗村漆水河渡槽、西寶高鐵橋、川云關水電站均有洪水漫溢出槽及決口等情況，無法估算洪水流量。本次僅對柴家嘴村2011年9月18日洪水流量進行計算。

公式中參數確定如下：

水面比降：根據河道比降及高水比降綜合分析，其值為1.8‰。

河道糙率：根據計算河段的糙率采用0.040。

經計算工程斷面處調查洪水位446 m。

根據1958年9月洪水調查，柴家嘴斷面河道比降1.8‰，河道糙率主槽0.03，灘地0.050。

表2 羊毛灣水庫、羊毛灣水庫～大北溝口的流域特征值

經計算，該斷面處水位446 m時洪峰流量為385 m3/s。

根據該河的洪水特性，柴家嘴洪水主要來源于漆水河羊毛灣水庫以上，因此推斷2011年柴家嘴洪水接近10年一遇，洪峰流量385 m3/s。

2.3.2 依據調查洪水計算設計洪水

依據上述2011年9月18日調查洪水，考慮本流域好畤河站并結合鄰近千河千陽站洪峰流量統計參數分析，工程處洪峰流量Cv取1.70，Cs/Cv采用3.5，試算得到工程處20年一遇洪峰流量為710 m3/s，50年一遇洪峰流量1240 m3/s，5年一遇洪水171 m3/s。

2.3.3 同頻率組成法計算設計洪水

設計洪水計算思路：對設計洪水影響較大的水庫有漆水河干流上的羊毛灣水庫，支流大北溝的老鴉咀、大北溝水庫，支流韋水上的白荻溝水庫、東風水庫及韋水七星河上官務、丁童、白家窯等水庫群，設計洪水計算時分別計算各支流受水庫影響的設計洪水，然后進行組合。

具體計算過程如下：

（1）漆水河干流大北溝口以上流域設計洪水

羊毛灣水庫、羊毛灣水庫～大北溝口的流域特征值見表2。

（2）羊毛灣水庫設計洪水、下泄過程

本次設計洪水計算的參證站為漆水河好畤河站，資料年限為1952～2010年，計算方法同《羊毛灣水庫大壩洪水復核報告》。羊毛灣水庫壩址設計洪峰流量計算成果表見表3。

典型洪水過程線選擇1954年8月17日洪水過程，采用同頻率法放大。得出，羊毛灣水庫5%洪水最大下泄流量為360 m3/s。

（3）漆水河干流羊毛灣水庫壩址～大北溝口區間洪水漆水河干流羊毛灣水庫～大北溝口區間面積149 km2，洪水過程線采用五點概化過程線，見表4。

表3 羊毛灣水庫壩址設計洪峰流量計算成果表

表4 羊毛灣水庫～大北溝口區間P=5%洪水過程線表

表5 工程區段設計洪水計算成果表

（4）漆水河干流大北溝口以上流域洪水

漆水河干流大北溝口以上流域設計洪水為羊毛灣水庫下泄與羊毛灣水庫大北溝口區間洪水疊加而成。

漆水河干流大北溝口以上流域設計洪水按同頻率組合存在兩種情況，鑒于兩過程錯峰歷時相差12 h，區間洪水過程為11.1 h，且先于羊毛灣水庫下泄過程到達設計斷面，因此，將兩過程同頻率疊加不會對成果帶來較大偏差，本次將兩過程同頻率錯峰疊加，計算大北溝口以上漆水河干流5%洪水過程，其洪峰流量為360 m3/s。

2.3.4 大北溝設計洪水

（1）大北溝水庫設計洪水、下泄過程

大北溝水庫為大北溝上最末一級水庫，控制流域面積372 km2。

大北溝無實測水文資料，采用大北溝水庫除險加固時的洪水。

大北溝水庫泄洪設施為溢洪道，水庫的庫容曲線、泄流曲線采用除險加固時復核成果，起調水位為汛限水位564.0 m。

經調洪計算，可得大北溝水庫5%洪水的下泄過程，下泄洪水的最大流量為154 m3/s。

（2）大北溝水庫壩址～大北溝口區間洪水

大北溝水庫～大北溝口區間面積110 km2，按面積比擬法計算大北溝水庫～大北溝口區間5%洪水洪峰流量為295 m3/s。洪量為317×104m3(洪峰流量面積比指數為0.67，洪量為1)，根據五點概化得設計洪水過程。

（3）大北溝口洪水

大北溝洪水為大北溝水庫下泄與大北溝水庫～大北溝口區間洪水疊加而成。

大北溝口以上流域設計洪水按同頻率組合存在兩種情況，錯峰歷時相差2 h，本次簡化計算，將洪峰兩過程同頻率錯峰疊加，計算大北溝口以上漆水河干流5%洪水過程，其洪峰流量為302 m3/s。

2.3.5 漆水河干流大北溝口洪水

羊毛灣水庫洪水匯流歷時8 h，水庫調洪滯洪歷時3 h，壩址距大北溝口36 km，洪水傳播歷時3.5 h，洪水歷時14.5 h。

大北溝洪水歷時由大北溝水庫～大北溝口區間洪水歷時決定，大北溝口以上大北溝受上游水庫影響匯流歷時為2.6 h。

漆水河干流大北溝口以上洪水滯后大北溝洪水12 h。

兩河設計洪水按同頻率組合存在兩種情況，考慮兩河洪水均受水庫影響，將兩河洪水同頻率疊加不會給漆水河干流大北溝口洪水帶來較大偏差，因此本次采用同頻率錯峰疊加，得到大北溝匯入漆水河口后的設計洪水洪峰流量為656 m3/s。

2.3.6 韋水設計洪水

根據韋水調查洪水知，韋水調查到1954年、1901年、1933年、1925年四場調查洪水，洪峰流量分別為978、701、535、250 m3/s。經分析1954、1901、1933、1925年洪水重現期分別為110、55、37、28年。本次韋水河20年一遇洪峰流量取250 m3/s。

2.3.7 防洪工程設計洪水

防洪工程始端設計洪水為漆水河干流大北溝口洪水與韋水河洪水疊加，結合防洪工程斷面天然洪水分析，韋水河20年一遇洪峰流量取250 m3/s，經計算，工程區始端20年一遇洪峰流量為910 m3/s。

2.3.8 設計洪水成果采用

工程區上游末端與楊凌區正在施工的楊村鄉、李臺鄉段防洪治理工程銜接，楊凌區段洪水計算最終采用的是洪水調查推算成果，為了上下游防洪工程的銜接，本次洪水計算成果也采用洪水調查推算成果。

依據調查洪水成果，考慮漆水河流域好畤河站并結合鄰近千河千陽站洪峰流量統計參數分析，計算得到工程區始端設計洪水成果見表5。

3 結語

漆水河水文資料比較全面，但由于漆水河干流修建水庫較多，給河段治理洪水分析造成一定困難。本文通過同頻率地區組成法及調查洪水法對漆水河入渭口段洪水進行分析計算，最終將該治理段洪水計算成果與上游工程的計算成果對比，得出與上游工程的洪水計算成果較為接近，說明該段洪水計算采用的方法合理，計算成果可靠，推薦以本次計算的設計洪水作為最終成果，即工程區10年一遇洪水洪峰流量為385 m3/s，20年一遇洪水洪峰流量為710 m3/s。

[1]韓曉榮.楊凌區漆水河楊村鄉、李臺鄉段防洪治理工程初步設計報告[R]，陜西省水利水電勘測設計研究院，2013．

TU998.4

B

1673-9000（2017）02-0078-03

2017-02-21

馮碧娜（1988-），女，陜西西安人，助理工程師，主要從事水利工程設計工作。