安徽省中小河流洪水計算分析
——以南河為例

胡森林

（安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230088）

1 流域概況

南河地跨安徽省池州市青陽縣、蕪湖市南陵縣，流域集水面積236km2，其中青陽縣境內197.4km2，河道干流長度33km，河道平均坡度3.65‰。南河是山丘區河流，流域內地形復雜，溝壑縱橫交錯，山勢陡峻，整個地形南部高，北部低。南河是七星河的支流，在木鎮鎮匯入七星河，在石安以上又分為酉華河和喬木河。酉華河發源于青陽、涇縣兩縣交界處萬腳嶺以南的山峰，集水面積125.6km2，干流長度19.3km，河道平均坡度8.5‰；喬木河為南河主源，發源于青陽、南陵、涇縣三縣交界處，流經南陵縣煙墩鎮靄里村，青陽縣喬木鄉、酉華鎮、木鎮鎮，集水面積80.2km2，干流長度22.4km，河道平均坡度2.36‰。

2 洪澇災害

南河屬山區性河流，河道上下游高差懸殊，源短流急，洪水暴漲暴落，兩岸堤防標準低，洪澇災害頻繁，建國后洪災較大的年份有1954 年、1969 年、1970 年、1983 年、1991 年、1995 年、1998 年、1999 年、2016 年和2020 年。

南河喬木段，1998 年以來，影響較大的洪災共3 次，分別為1998 年7 月、2010 年6 月、2016 年7 月。其中最為嚴重的為2010 年7 月10 日，金山鋪居民房屋進水約28 戶，房屋進水最深深度約1.5m。2020年7 月6 日，金山鋪和集鎮金星組道路積水，房屋進水深度近1m。

南河木鎮河段木鎮圩受到南河、北河上游暴雨洪水和長江回水洪水的雙重影響，決定著木鎮鎮歷史上就是洪災多發地區。1975 年以前，木鎮鎮沿河各圩幾乎年年被淹，經過歷次治理，采取了河道裁彎取直與疏浚、堤防加固等措施，防洪標準雖然有所提高，但仍然偏低，1983 年木鎮圩出現歷史最高水位17.3m，1991 年、2002 年堤防漫破，1995 年、1998 年和1999 年堤防出現多處險情。2011 年南河木鎮河段防洪工程治理以來十余年，經過2016 年、2020 年大水，已治理河段又出現水毀、塌方7 處。

2020 年長江流域發生大洪水，南河流域受到長江水位頂托，河道持續高水位，汛期流域全境先后多次發生較大的強降雨，降雨強度大、雨勢急，覆蓋范圍廣、影響程度深，造成了較大災情，流域內多處出現險情。木鎮鎮、喬木鄉受災嚴重，受災人口1.2 萬人，農作物受災面積2.7 萬畝，直接經濟損失1.2 億元。

3 水文氣象

南河流域地處長江下游南岸，屬亞熱帶濕潤季風氣候區，氣候溫和，雨量充沛，日照充足，濕度較大，無霜期長，四季分明。

流域多年平均氣溫16.0℃，多年月平均最高氣溫為8 月份的36.8℃，多年月平均最低氣溫為1 月份的-3.3℃，極端最高氣溫為40.5℃，極端最低氣溫為-14.3℃。多年平均無霜期240～250d，多年平均風速2.1m/s，最大風速超過20m/s。

流域有木鎮和丫山2 個雨量站。木鎮站多年平均降水量1454.1mm，以1983 年的2323.7mm 最大，1978 年的863.4mm 最小，最大值是最小值的2.69 倍；丫山站多年平均降水量1452.8mm，以1983 年的2501.1mm 最大，1994 年的845.7mm 最小，最大值是最小值的2.96 倍。兩站年內降水主要集中在4—8 月份，該段時期降水量占全年降水量的62%以上，其中以6 月份最大，均占全年的17%以上。

4 設計洪水計算

4.1 流域特征計算

根據地形圖，對南河流域主要節點流域特征值進行量算，主要控制斷面流域參數如表1 所示。

表1 主要控制斷面流域參數表

4.2 設計暴雨計算

南河流域內沒有水文站，但有木鎮和丫山兩個雨量站。木鎮雨量站設立于1966 年，雨量器高程20m；丫山雨量站位于北河上游南陵縣境內，設立于1983 年，雨量器高程50m，兩站具有設站以來至今的雨量觀測資料。設計暴雨采用間接法推求，選擇實測暴雨及暴雨圖集計算并進行比較。

（1）實測暴雨

木鎮站有1967—2017 年共51 年實測最大1d、3d降水量資料，丫山站有1983—2017 年共35 年實測最大1d、3d 降水量資料。丫山站系列較短，為使兩站資料可比性更強，對丫山站資料插補延長，使兩站系列長度一致，經計算，木鎮站最大1d 暴雨均值為105.7mm，Cv=0.50，Cs=3.5Cv，設計暴雨5 年一遇為141mm，10 年一遇為176mm，20 年一遇為211mm；最大3d 暴雨均值為161.5mm，Cv=0.53，Cs=3.5Cv，設計暴雨5 年一遇為216mm，10 年一遇為275mm，20 年一遇為332mm。丫山站最大1d 暴雨均值為107.7mm，Cv=0.46，Cs=3.5Cv，設計暴雨5 年一遇為143mm，10 年一遇為176mm，20 年一遇為207mm；最大3d 暴雨均值為161.9mm，Cv=0.52，Cs=3.5Cv，設計暴雨5 年一遇為216mm，10 年一遇為273mm，20 年一遇為329mm。

木鎮站和丫山站均沒有歷年最大24h 暴雨資料，附近的青陽站多年平均最大24h 暴雨量與最大1d 暴雨量比值為1.13，借用該比值系數1.13，計算得出木鎮站設計暴雨5 年一遇為159mm，10 年一遇為199mm，20 年一遇為238mm；丫山站設計暴雨5 年一遇為162mm，10 年一遇為199mm，20 年一遇為234mm。丫山站和木鎮站均沒有實測最大1h 暴雨，最大1h 暴雨參數只能查《安徽省暴雨參數等值線圖、山丘區產匯流分析成果和山丘區中、小面積設計洪水計算辦法》[1]（下文簡稱《84 年洪水計算辦法》）中的最大1h 暴雨參數等值線圖取值。各頻率設計暴雨如表2 所示。

表2 設計暴雨成果表（單位：mm）

（2）暴雨圖集法

暴雨圖集采用安徽省水利水電勘測設計院1984年編制的《84 年洪水計算辦法》中的最大1h、最大24h 暴雨參數等值線圖，和1996 年編制的最大3d暴雨參數等值線圖計算。經查算項目區年最大1h 均值為43mm，Cv=0.55，Cs=3.5Cv，設計暴雨5 年一遇為58mm，10 年一遇為74mm，20 年一遇為90mm；最大24h 均值為116mm，Cv=0.55，Cs=3.5Cv，設計暴雨5 年一遇為156mm，10 年一遇為200mm，20年一遇為243mm；最大3d 均值為155mm，Cv=0.55，Cs=3.5Cv，設計暴雨5 年一遇為208mm，10 年一遇為267mm，20年一遇為325mm。設計成果如表3所示。

表3 設計暴雨成果表（單位：mm）

（3）設計暴雨成果分析

如表4 所示，采用丫山站、木鎮站實測暴雨推求設計洪水與暴雨圖集法推求成果對比，可知木鎮站與丫山站同時段同頻率設計暴雨基本相等，略大于圖集同頻率設計暴雨，考慮暴雨圖集成果兼顧了局部平衡，本次規劃設計選用暴雨圖集成果。

表4 設計暴雨成果對比表（單位：mm）

4.3 面凈雨量計算

根據《84 年洪水計算辦法》，設計面凈雨量等于暴雨量扣除損失量和地下水，皖南山區重現期在50年一遇以上時共扣除50mm，以下時共扣除70mm。

4.4 匯流計算

根據全省50 個測站的305 次洪水，用納希瞬時單位線法為模型，分析并綜合得出計算瞬時單位線參數m1值的地區經驗公式如下[2]：

瞬時單位線參數m1=N·k，在江淮之間N 值取3.0，皖南地區當流域面積F ≤50km2時N=3.0，F在50～500km2 之 間 時，N=3.5。鑒 于m1=N·k，m1一定時N 大k 就小、N 小k 就大，故N=3.0 或N=3.5對設計洪水成果影響甚微，因此此處不考慮流域面積大小，N 均用3.0，k 的計算式變為：

根據《84 年洪水計算辦法》計算重要節點洪水過程線，求得不同頻率下的設計洪水，如表5 所示。

表5 設計洪水成果表（單位：m3/s）

5 結語

新一輪的中小河流治理應聚焦新階段水利高質量發展，堅持系統觀念，強化底線思維，以流域為單元，統籌上下游、左右岸、干支流開展系統治理。本文采用間接法計算南河山丘區洪水，為南河治理提供了規劃參考依據。本次南河總體治理方案，基本維持河道現狀平面形態，通過堤防加固、水毀修復、岸坡整治、河道疏浚、攔河堰壩或穿堤建筑物改建將南河流域城鎮防洪能力提高到20 年一遇，村莊段10 年一遇。同時完善工程管理體制，進行監測預警和智慧化建設，完善防洪非工程措施。通過防洪工程與非工程措施相結合，逐步構建安全可靠的流域綜合防洪體系，為南河流域經濟社會發展提供可靠的防洪保安設施，為區域城鄉建設和環境改善提供良好的水利基礎條件