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【摘 要】设计洪水计算是工程设计的技术依据。本文以灵武市马家滩矿区南湖工程水文分析计算为例,就宁夏荒漠区暴雨洪水特点、设计洪水计算以及成果合理性分析进行了论述,提出荒漠区设计洪水计算中要结合实地勘察合理选取参数,同时产流计算要充分考虑损失,为今后同类地区计算设计洪水提供参考。
【关键词】设计洪水;荒漠区;宁夏
1引言
宁夏荒漠区洪水调查资料缺乏,设计洪水计算属于无资料地区,需用暴雨推求设计洪水,在计算过程中,产汇流计算需要根据实地情况合理选取参数,以保证计算结果合理可靠,本次以灵武市马家滩矿区南湖工程水文分析为例,分析荒漠区设计洪水计算过程中需要注意的问题及特点。
2工程所处流域概况
工程区位于灵武市马家滩镇以南,盐池县冯记沟乡以北。地处毛乌素沙漠西南边缘,位于盐池内流河流域,属低缓的半沙漠缓坡丘陵地貌单元。地形多呈梁岗状台地及封闭型洼地,部分地区零星分布着流动沙丘,形成风积地貌。梁岗多呈南北向分布,顶部宽阔平缓,低缓丘陵梁岗之间的广大地区属冲洪积平原,地势较为平坦宽阔,无明顯的山洪沟道。局部地带形成很多封闭型洼地,为地表水和地下水汇集地,地下水多为高矿化咸水,由于长期蒸发浓缩作用,形成一系列盐碱地和盐池。工程控制流域以风蚀为主,洪水沟道不明显或为风沙掩埋,仅马家滩镇西北方有较为明显的流水沟道,平日无地表径流,属于风沙干旱区。
3水文要素
项目区多年平均降水量240.0mm,由南向北递减。降水年际变化大,年内分配不均,主要集中在7、8、9三个月,占全年降水量的59.0%。多年平均水面蒸发量1500mm(E601型蒸发器)。11月至次年3月为结冰期,水面蒸发量小,最小月出现在气温最低月的1月份、12月份。春季风大,气温回升,蒸发量增大,最大月蒸发量一般出现在5、6月份。干旱指数为6.3,为干旱区。
流域的径流年内分配不均,主要集中在汛期6~9月,与降水年内变化相应。年际变化很大,最大、最小相差7.9倍。该流域多年平均年径流量90.3万m3,多年平均径流量偏差系数Cv值为0.65,偏态系数Cs=2.0Cv,其保证率为50%、75%的设计径流分别为78.0万m3、47.0万m3。
区域多年平均输沙模数1000t/km2,年输沙总量60.2万t,输沙量主要集中在6~9月,占全年输沙总量的98.2%。
4暴雨洪水特性
4.1暴雨特性
该区域处于干旱区,暴雨的发生有明显季节性,6~9月正是太平洋副热带高压极盛时期,暖湿气流大量输送,形成中小尺度切变、低涡,和本地的冷空气配合,辐合上升运动较强,易形成雨强大、历时短、笼罩面积小的局地暴雨。暴雨持续时间短、强度大,点面折减快,极易造成灾害。各年发生暴雨次数不等,暴雨一般集中在每年的6~9月。
4.2洪水特性
该区域洪水特性与暴雨特性相应,即年际变化大,有明显的季节性、地区性。洪水大小及发生次数与暴雨强度、历时、笼罩面积等因素有关。
区域暴雨洪水不均匀的特性较为明显,洪峰流量随流域面积的增大而缓慢增加,一般为单峰,复式洪峰较少。洪峰流量大小与产流面积、暴雨集中程度、历时有关。历时短,洪峰陡涨陡落,峰高量小,峰型尖瘦,洪水历时一般在3~6h。
5设计洪水
该流域内没有实测水文资料,采用暴雨资料推求设计洪水,依据《宁夏暴雨洪水图集》、《宁夏干旱半干旱区小流域暴雨洪水泥沙研究》及新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图。由于工程控制范围大,在计算中选取了多个断面分别进行计算,计算方法一致,本文仅以3号断面(56.82km2)为例进行设计洪水计算分析。
5.1设计暴雨
该区域1小时、6小时各保证率设计点雨量均值为17.5mm、32.0mm。设计最大点雨量参数,1小时Cv=0.72,6小时Cv=0.68,Cs=3.5Cv。
表1 计算断面各保证率设计点面雨量表
5.2设计洪水
5.2.1产流计算
根据工程设计频率和不同历时点雨量均值及统计参数等值线图,求出该流域设计点雨量,然后根据不同计算分区、面积、重现期等选择点面折减系数,求得不同保证率的面雨量。该区选用同频内包雨型,然后由面雨量过程以扣损法计算产流过程。
产流公式如下:
Ri=Hi-fi
Ri-为产流期某时段净雨 (mm);
Hi-为产流期某时段面雨量 (mm);
fi-为产流期某时段损失水量(mm);
《宁夏暴雨洪水图集》产流区划分中该项目区属于黄土丘陵II1区。随着资料系列延长,《宁夏干旱半干旱区小流域暴雨洪水泥沙研究》对产汇流区进一步的细化,该项目区属于风沙干旱区中的沙漠区。根据实地勘察,结合与该区域地形地貌相近的盐池王乐井乡历史洪水资料,本次产流区采用《宁夏干旱半干旱区小流域暴雨洪水泥沙研究》中的沙漠区扣损公式计算。同时考虑流域内没有成型沟道,洼地比较多,土壤下渗比较大,暴雨形成的径流边汇流边下渗,到达计算断面的洪水逐步减少,所以本次平均损失率在沙漠区的基础上系数加大10%计算,公式如下:
沙漠区(加大10%):
5.2.2汇流计算
汇流计算是根据推求的设计净雨过程 Ri推求流域出口断面的洪水流量过程,采用纳希瞬时单位线法推求。按瞬时单位线原理,就是净雨历时趋于零的极小时段内产生的一个单位净雨(1mm净雨深)在出口处所形成的流量过程线,其公式为:
u(t)=
式中:t——时段变量;
u(t)——为t时的瞬时单位线的纵坐标;
n,k——为瞬时单位线形状参数; Γ(n)——伽玛函数
据上式可导出时段单位线方程式为:
q(Δt·t)=
式中: q(Δt·t)面积为F的流域上,t时段内净雨量为1mm的单位线在t时段的纵坐标,以m3/s计;
Δt——计算时段长(h);
——换算系数;
——纳希瞬时单位的累积曲线,又称S(t)曲线;
——形同S(t)曲线,唯在时间坐标上错后Δt时,用S(t-Δt)表示。
[S(t)- S(t-Δt)]简写为ΔS(t),称为Δt小时无因次时段t时的纵高。一般以μ(Δt·t)表示。
5.2.3计算参数
在计算瞬时单位线,进行洪水演进时,须求得参数n,k,滞时M,计算公式如下:
n=1.22L0.231,K=M1i/n,M1i=0.148L0.9i-0.093
i——产流区平均净雨强度(mm/h);
L——概化长度(km)。
5.2.4计算成果
通过计算,断面10年、20年、30年一遇暴雨基本不产生洪水,主要由于该区域地形比较平坦,土壤基本为沙土,下渗量比较大,加之沙生植物生长,流域内无明显沟型,降雨基本全部下渗。结合盐池县王乐井乡历史洪水分析,948洪水分析成果“沙漠区一般20~30一遇暴雨基本不产生洪水,50年一遇产生正常洪水的一半,百年以上暴雨才能产生较大洪水(约10~20年一遇)”。计算成果与历时洪水调查结果基本一致,符合实际情况。
表2 断面各保证率设计洪峰流量、洪水总量表
6成果合理性分析
该流域内没有实测水文资料,本次利用Google Earth对本区域下垫面条件与90年代进行对比分析,该区域现状植被覆盖率较90年代有了较大幅度提高,主要是近二十年来封山禁牧的效果。地形条件基本没有变化,本次采用地貌类型与该流域非常接近的盐池县9408暴雨洪水成果比较分析。
6.1设计暴雨的合理性
盐池县9408暴雨洪水长城以北断面集水面积17.4km2,6小时点雨量83.7mm,重现期24年一遇,本次计算项目区30年一遇6小时点雨量85.4mm,与长城以北调查断面相差2.0%。八堡断面集水面积66.5km2,6小时点雨量151mm,重现期246年一遇,本次计算项目区300年一遇6小时点雨量141mm,与八堡断面调查值相差6.6%。从点雨量均值等值线图分析,本区域1h、6h点雨量均值比盐池县城附近略小,说明本次计算值是合理的。
6.2设计洪水的合理性
6.2.1暴雨与洪水频率
根据盐池县948暴雨洪水计算,八堡断面暴雨的重现期为246年一遇,长城以北区域暴雨的重现期为24年一遇,洪水重现期分别为45年、2年。说明该区域洪水重现期远小于暴雨的重现期。盐池县948暴雨洪水调查各分区暴雨与洪水频率对照表见表3。
表3 各分区暴雨与洪水频率对照表
分区 平均雨量 暴雨重现期 洪水重现期
草泥洼 163 374 16
紅山沟 136 152 16
野湖井 221 超千年 超千年
城南林场 204 超千年 75
八堡 151 246 45
得胜墩 133 138 133
长城以北 83.7 24 2.2
本次分析成果中,重现期30年以下的暴雨基本不产生洪水,超过50年的暴雨才产生洪水的结论是合理的。
6.2.2洪峰模数
“948”暴雨洪水成果中调查的八堡断面调查洪峰流量98.0m3/s,调查重现期45年一遇,计算洪峰流量154m3/s,计算洪峰重现期195年一遇。计算与调查值相差较大,主要原因是控制区域内的洪水无行洪沟道,调查断面只控制了本区域来水的一部分,因此,调查洪峰值偏小。八堡断面调查洪峰模数1.47,计算洪峰模数2.32,本分析成果中与八堡断面控制面积接近的3号断面控制流域面积56.82km2,计算面积27.41km2,采用6小时同频内包雨型计算设计洪水,与6小时面雨量同频的设计洪水,300年一遇洪峰模数1.83,介于八堡断面调查洪峰与计算的洪峰模数之间。由于八堡调查断面洪水没有全部控制,所以调查值偏小,洪峰模数也偏小,本次计算洪峰模数略大于八堡断面调查的洪峰模数,基本合理。
表4 设计洪水与盐池948暴雨洪水八堡断面调查值对比表
分项 948暴雨洪水八堡断面 本次计算 对比结果(%)
集水面积 66.5 56.82 -14.6
6小时点雨量 151 141 -6.6
重现期 246 300
洪峰模数 调查洪峰模数 1.47 1.83
计算洪峰模数 2.32
平均 1.90 -3.4
6.2.3径流系数
(1)根据苦水河流域郭家桥水文站实测暴雨洪水资料统计分析,其径流系数多在0.08~0.11之间。
表5 苦水河郭家桥历史大洪水分析成果对照表
编号 平均面雨量(mm) 降水总量(108m3) 洪峰流量(m3/s) 洪水总量(108m3) 径流系数
680825 29 1.51 487 0.168 0.11
940805 29.5 1.54 505 0.168 0.11
990718 47.2 2.46 525 0.22 0.09
020608 65.6 3.42 676 0.284 0.08 (2)根据盐池县948暴雨洪水调查成果,暴雨降水总量达5373万m3,真正形成的洪水总量仅为714万m3,径流系数平均为0.13。
盐池县948暴雨洪水调查成果中,八堡断面暴雨的重现期为246年一遇,径流系数0.15,长城以北区域暴雨的重现期为24年一遇,径流系数0.02。说明调查断面的径流系数与暴雨重现期关系密切,暴雨重现期越稀遇,径流系数越大,反之越小。且该区域洪水重现期远小于暴雨的重现期。与八堡断面面积接近的3号断面300年一遇降水总量649.5万m3,相应的洪水总量44.6万m3,径流系数0.07,比郭家桥水文站和八堡调查断面径流系数小。
表6 调查断面径流系数分析对照表
分区 平均雨量 重现期 洪水重现期 径流系数
八堡 151 246 45 0.15
长城以北 83.7 24 2 0.02
经与该区域邻近的水文站实测资料分析及调查洪水资料对比分析,考虑该区域的地形、地貌特点及流域产汇流条件及实地勘察情况,由于该区域没有成型沟道,洼地较多,经与90年代植被覆盖率相比,植被覆盖度有了较大幅度提高。因此,相比948调查暴雨洪水情况,径流系数偏小是合理的。加之区域内洼地较多,降水一部分下渗,形成径流的部分通过植被截蓄,部分汇入就近洼地,实际汇入计算断面的洪水比较小。因此,径流系数也小。所以,本次设计洪水计算的逐项成果是合理。
7结论
(1)对于水文站分布较少,且缺乏实测资料的荒漠区,设计洪水一般采取暴雨推求。
(2)荒漠区土壤以风沙土为主,结构松散,侵蚀严重,肥力脊薄,降雨入渗比较大,相应暴雨产流过程中,扣损较其他地区偏大。
(3)宁夏荒漠区虽无明显沟道或洪水较少,但仍然有大暴雨及较大洪水发生,而且部分行洪沟道是当次暴雨形成,洪水过后被风沙掩埋,所以在计算设计洪水时需根据实地勘察合理选取参数计算。
(4)重现期30年以下的暴雨基本不产生洪水,超过50年的暴雨才產生洪水的结论是合理的
参考文献:
[1]SL44-2006,水利水电工程设计洪水计算规范[S].(SL44-2006.
[2]SL278-2002,水利水电工程水文计算规范[S].(SL278-2002.
[3]DL/T5431-2009,水电水利工程水文计算规范[S].(DL/T5431-2009.
[4]谭维炎,张维然,等.水文统计常用图表[z].北京:水利出版社,1982.
[5]魏礼宁,马如国,等.宁夏回族自治区水资源调查评价[R].宁夏:宁夏人民出版社,2005.
【关键词】设计洪水;荒漠区;宁夏
1引言
宁夏荒漠区洪水调查资料缺乏,设计洪水计算属于无资料地区,需用暴雨推求设计洪水,在计算过程中,产汇流计算需要根据实地情况合理选取参数,以保证计算结果合理可靠,本次以灵武市马家滩矿区南湖工程水文分析为例,分析荒漠区设计洪水计算过程中需要注意的问题及特点。
2工程所处流域概况
工程区位于灵武市马家滩镇以南,盐池县冯记沟乡以北。地处毛乌素沙漠西南边缘,位于盐池内流河流域,属低缓的半沙漠缓坡丘陵地貌单元。地形多呈梁岗状台地及封闭型洼地,部分地区零星分布着流动沙丘,形成风积地貌。梁岗多呈南北向分布,顶部宽阔平缓,低缓丘陵梁岗之间的广大地区属冲洪积平原,地势较为平坦宽阔,无明顯的山洪沟道。局部地带形成很多封闭型洼地,为地表水和地下水汇集地,地下水多为高矿化咸水,由于长期蒸发浓缩作用,形成一系列盐碱地和盐池。工程控制流域以风蚀为主,洪水沟道不明显或为风沙掩埋,仅马家滩镇西北方有较为明显的流水沟道,平日无地表径流,属于风沙干旱区。
3水文要素
项目区多年平均降水量240.0mm,由南向北递减。降水年际变化大,年内分配不均,主要集中在7、8、9三个月,占全年降水量的59.0%。多年平均水面蒸发量1500mm(E601型蒸发器)。11月至次年3月为结冰期,水面蒸发量小,最小月出现在气温最低月的1月份、12月份。春季风大,气温回升,蒸发量增大,最大月蒸发量一般出现在5、6月份。干旱指数为6.3,为干旱区。
流域的径流年内分配不均,主要集中在汛期6~9月,与降水年内变化相应。年际变化很大,最大、最小相差7.9倍。该流域多年平均年径流量90.3万m3,多年平均径流量偏差系数Cv值为0.65,偏态系数Cs=2.0Cv,其保证率为50%、75%的设计径流分别为78.0万m3、47.0万m3。
区域多年平均输沙模数1000t/km2,年输沙总量60.2万t,输沙量主要集中在6~9月,占全年输沙总量的98.2%。
4暴雨洪水特性
4.1暴雨特性
该区域处于干旱区,暴雨的发生有明显季节性,6~9月正是太平洋副热带高压极盛时期,暖湿气流大量输送,形成中小尺度切变、低涡,和本地的冷空气配合,辐合上升运动较强,易形成雨强大、历时短、笼罩面积小的局地暴雨。暴雨持续时间短、强度大,点面折减快,极易造成灾害。各年发生暴雨次数不等,暴雨一般集中在每年的6~9月。
4.2洪水特性
该区域洪水特性与暴雨特性相应,即年际变化大,有明显的季节性、地区性。洪水大小及发生次数与暴雨强度、历时、笼罩面积等因素有关。
区域暴雨洪水不均匀的特性较为明显,洪峰流量随流域面积的增大而缓慢增加,一般为单峰,复式洪峰较少。洪峰流量大小与产流面积、暴雨集中程度、历时有关。历时短,洪峰陡涨陡落,峰高量小,峰型尖瘦,洪水历时一般在3~6h。
5设计洪水
该流域内没有实测水文资料,采用暴雨资料推求设计洪水,依据《宁夏暴雨洪水图集》、《宁夏干旱半干旱区小流域暴雨洪水泥沙研究》及新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图。由于工程控制范围大,在计算中选取了多个断面分别进行计算,计算方法一致,本文仅以3号断面(56.82km2)为例进行设计洪水计算分析。
5.1设计暴雨
该区域1小时、6小时各保证率设计点雨量均值为17.5mm、32.0mm。设计最大点雨量参数,1小时Cv=0.72,6小时Cv=0.68,Cs=3.5Cv。
表1 计算断面各保证率设计点面雨量表
5.2设计洪水
5.2.1产流计算
根据工程设计频率和不同历时点雨量均值及统计参数等值线图,求出该流域设计点雨量,然后根据不同计算分区、面积、重现期等选择点面折减系数,求得不同保证率的面雨量。该区选用同频内包雨型,然后由面雨量过程以扣损法计算产流过程。
产流公式如下:
Ri=Hi-fi
Ri-为产流期某时段净雨 (mm);
Hi-为产流期某时段面雨量 (mm);
fi-为产流期某时段损失水量(mm);
《宁夏暴雨洪水图集》产流区划分中该项目区属于黄土丘陵II1区。随着资料系列延长,《宁夏干旱半干旱区小流域暴雨洪水泥沙研究》对产汇流区进一步的细化,该项目区属于风沙干旱区中的沙漠区。根据实地勘察,结合与该区域地形地貌相近的盐池王乐井乡历史洪水资料,本次产流区采用《宁夏干旱半干旱区小流域暴雨洪水泥沙研究》中的沙漠区扣损公式计算。同时考虑流域内没有成型沟道,洼地比较多,土壤下渗比较大,暴雨形成的径流边汇流边下渗,到达计算断面的洪水逐步减少,所以本次平均损失率在沙漠区的基础上系数加大10%计算,公式如下:
沙漠区(加大10%):
5.2.2汇流计算
汇流计算是根据推求的设计净雨过程 Ri推求流域出口断面的洪水流量过程,采用纳希瞬时单位线法推求。按瞬时单位线原理,就是净雨历时趋于零的极小时段内产生的一个单位净雨(1mm净雨深)在出口处所形成的流量过程线,其公式为:
u(t)=
式中:t——时段变量;
u(t)——为t时的瞬时单位线的纵坐标;
n,k——为瞬时单位线形状参数; Γ(n)——伽玛函数
据上式可导出时段单位线方程式为:
q(Δt·t)=
式中: q(Δt·t)面积为F的流域上,t时段内净雨量为1mm的单位线在t时段的纵坐标,以m3/s计;
Δt——计算时段长(h);
——换算系数;
——纳希瞬时单位的累积曲线,又称S(t)曲线;
——形同S(t)曲线,唯在时间坐标上错后Δt时,用S(t-Δt)表示。
[S(t)- S(t-Δt)]简写为ΔS(t),称为Δt小时无因次时段t时的纵高。一般以μ(Δt·t)表示。
5.2.3计算参数
在计算瞬时单位线,进行洪水演进时,须求得参数n,k,滞时M,计算公式如下:
n=1.22L0.231,K=M1i/n,M1i=0.148L0.9i-0.093
i——产流区平均净雨强度(mm/h);
L——概化长度(km)。
5.2.4计算成果
通过计算,断面10年、20年、30年一遇暴雨基本不产生洪水,主要由于该区域地形比较平坦,土壤基本为沙土,下渗量比较大,加之沙生植物生长,流域内无明显沟型,降雨基本全部下渗。结合盐池县王乐井乡历史洪水分析,948洪水分析成果“沙漠区一般20~30一遇暴雨基本不产生洪水,50年一遇产生正常洪水的一半,百年以上暴雨才能产生较大洪水(约10~20年一遇)”。计算成果与历时洪水调查结果基本一致,符合实际情况。
表2 断面各保证率设计洪峰流量、洪水总量表
6成果合理性分析
该流域内没有实测水文资料,本次利用Google Earth对本区域下垫面条件与90年代进行对比分析,该区域现状植被覆盖率较90年代有了较大幅度提高,主要是近二十年来封山禁牧的效果。地形条件基本没有变化,本次采用地貌类型与该流域非常接近的盐池县9408暴雨洪水成果比较分析。
6.1设计暴雨的合理性
盐池县9408暴雨洪水长城以北断面集水面积17.4km2,6小时点雨量83.7mm,重现期24年一遇,本次计算项目区30年一遇6小时点雨量85.4mm,与长城以北调查断面相差2.0%。八堡断面集水面积66.5km2,6小时点雨量151mm,重现期246年一遇,本次计算项目区300年一遇6小时点雨量141mm,与八堡断面调查值相差6.6%。从点雨量均值等值线图分析,本区域1h、6h点雨量均值比盐池县城附近略小,说明本次计算值是合理的。
6.2设计洪水的合理性
6.2.1暴雨与洪水频率
根据盐池县948暴雨洪水计算,八堡断面暴雨的重现期为246年一遇,长城以北区域暴雨的重现期为24年一遇,洪水重现期分别为45年、2年。说明该区域洪水重现期远小于暴雨的重现期。盐池县948暴雨洪水调查各分区暴雨与洪水频率对照表见表3。
表3 各分区暴雨与洪水频率对照表
分区 平均雨量 暴雨重现期 洪水重现期
草泥洼 163 374 16
紅山沟 136 152 16
野湖井 221 超千年 超千年
城南林场 204 超千年 75
八堡 151 246 45
得胜墩 133 138 133
长城以北 83.7 24 2.2
本次分析成果中,重现期30年以下的暴雨基本不产生洪水,超过50年的暴雨才产生洪水的结论是合理的。
6.2.2洪峰模数
“948”暴雨洪水成果中调查的八堡断面调查洪峰流量98.0m3/s,调查重现期45年一遇,计算洪峰流量154m3/s,计算洪峰重现期195年一遇。计算与调查值相差较大,主要原因是控制区域内的洪水无行洪沟道,调查断面只控制了本区域来水的一部分,因此,调查洪峰值偏小。八堡断面调查洪峰模数1.47,计算洪峰模数2.32,本分析成果中与八堡断面控制面积接近的3号断面控制流域面积56.82km2,计算面积27.41km2,采用6小时同频内包雨型计算设计洪水,与6小时面雨量同频的设计洪水,300年一遇洪峰模数1.83,介于八堡断面调查洪峰与计算的洪峰模数之间。由于八堡调查断面洪水没有全部控制,所以调查值偏小,洪峰模数也偏小,本次计算洪峰模数略大于八堡断面调查的洪峰模数,基本合理。
表4 设计洪水与盐池948暴雨洪水八堡断面调查值对比表
分项 948暴雨洪水八堡断面 本次计算 对比结果(%)
集水面积 66.5 56.82 -14.6
6小时点雨量 151 141 -6.6
重现期 246 300
洪峰模数 调查洪峰模数 1.47 1.83
计算洪峰模数 2.32
平均 1.90 -3.4
6.2.3径流系数
(1)根据苦水河流域郭家桥水文站实测暴雨洪水资料统计分析,其径流系数多在0.08~0.11之间。
表5 苦水河郭家桥历史大洪水分析成果对照表
编号 平均面雨量(mm) 降水总量(108m3) 洪峰流量(m3/s) 洪水总量(108m3) 径流系数
680825 29 1.51 487 0.168 0.11
940805 29.5 1.54 505 0.168 0.11
990718 47.2 2.46 525 0.22 0.09
020608 65.6 3.42 676 0.284 0.08 (2)根据盐池县948暴雨洪水调查成果,暴雨降水总量达5373万m3,真正形成的洪水总量仅为714万m3,径流系数平均为0.13。
盐池县948暴雨洪水调查成果中,八堡断面暴雨的重现期为246年一遇,径流系数0.15,长城以北区域暴雨的重现期为24年一遇,径流系数0.02。说明调查断面的径流系数与暴雨重现期关系密切,暴雨重现期越稀遇,径流系数越大,反之越小。且该区域洪水重现期远小于暴雨的重现期。与八堡断面面积接近的3号断面300年一遇降水总量649.5万m3,相应的洪水总量44.6万m3,径流系数0.07,比郭家桥水文站和八堡调查断面径流系数小。
表6 调查断面径流系数分析对照表
分区 平均雨量 重现期 洪水重现期 径流系数
八堡 151 246 45 0.15
长城以北 83.7 24 2 0.02
经与该区域邻近的水文站实测资料分析及调查洪水资料对比分析,考虑该区域的地形、地貌特点及流域产汇流条件及实地勘察情况,由于该区域没有成型沟道,洼地较多,经与90年代植被覆盖率相比,植被覆盖度有了较大幅度提高。因此,相比948调查暴雨洪水情况,径流系数偏小是合理的。加之区域内洼地较多,降水一部分下渗,形成径流的部分通过植被截蓄,部分汇入就近洼地,实际汇入计算断面的洪水比较小。因此,径流系数也小。所以,本次设计洪水计算的逐项成果是合理。
7结论
(1)对于水文站分布较少,且缺乏实测资料的荒漠区,设计洪水一般采取暴雨推求。
(2)荒漠区土壤以风沙土为主,结构松散,侵蚀严重,肥力脊薄,降雨入渗比较大,相应暴雨产流过程中,扣损较其他地区偏大。
(3)宁夏荒漠区虽无明显沟道或洪水较少,但仍然有大暴雨及较大洪水发生,而且部分行洪沟道是当次暴雨形成,洪水过后被风沙掩埋,所以在计算设计洪水时需根据实地勘察合理选取参数计算。
(4)重现期30年以下的暴雨基本不产生洪水,超过50年的暴雨才產生洪水的结论是合理的
参考文献:
[1]SL44-2006,水利水电工程设计洪水计算规范[S].(SL44-2006.
[2]SL278-2002,水利水电工程水文计算规范[S].(SL278-2002.
[3]DL/T5431-2009,水电水利工程水文计算规范[S].(DL/T5431-2009.
[4]谭维炎,张维然,等.水文统计常用图表[z].北京:水利出版社,1982.
[5]魏礼宁,马如国,等.宁夏回族自治区水资源调查评价[R].宁夏:宁夏人民出版社,2005.