青山水库设计洪水探讨
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【摘 要】青山水库拟建在子牙河流域的白马河上，是一座以防洪为主的大型水库，故设计洪水的计算成果很关键。本文采用《邢台地区水文手册》法和《河北省中小流域设计暴雨洪水图集》法计算，并对成果进行分析比较，合理性检查，确定青山水库设计洪水成果。
1.流域的自然地理状况
青山水库坝址位于白马河流域的东青山村附近，白马河发源于太行山东麓，流经邢台、内丘在任县刘庄与小马河、李阳河汇流入北里河，全长73.5公里，流域面积485km2，东青山以上流域面积248km2，占全流域面积的51.3%。袁家庄以上属山区，面积115km2，占东青山以上面积的46.5%。袁家庄至东青山属丘陵区，面积133km2，占东青山以上面积的53.5%。东青山以下属平原区，东青山是白马河的出口。
2.设计洪水探讨
2.1历史洪水分析
1963年水电部水文局组织有关单位对白马河青山、东青山河段进行了洪水调查，1973年邢台地区水文站对白河流域洪水又进行全面调查。根据洪水调查成果表、调查访问记录、历史文献摘录分析，嘉靖三十二年（1553年）以来与1963年洪水接近的洪水有嘉靖三十二年、隆庆三年（1569年）、康熙七年（1668年）、1963年共4年。1553年洪峰可能比1963年小，1569年洪峰与1963年洪水相当，1668年洪水有文献记载，群众传说不如1569年洪水多，说明1668年洪水小于1569年洪水。所以，1963年洪水是近400多年来居于第一或第二位的洪水，即其重现期为224年～447年，1963年洪水东青山处洪峰流量3500m3/s。
2.2设计洪水计算方法
由于青山水库附近没有水文测站，无实测洪峰、洪量资料，洪峰、洪量计算分别采用《邢台地区水文手册》和《河北省中小流域设计暴雨洪水图集》提供的方法进行，在综合比较合理分析的基础上选用计算成果。
2.2.1邢台地区水文手册法
①设计洪峰流量青山水库控制流域主要为山区及丘陵区，所以选用手册上山区洪峰流量计算公式，如下：
Q1%=C%Fn（30≤F〈1000km2）
式中：Q1%——百年一遇洪峰流量（m3/s）
C%——百年一遇洪峰模系数（m?/s/km2）
F—流域面积（km2）
n—指数，本地区采用0.6
根据公式计算百年一遇洪峰流量3007m?/s。依据手册中不同重现期洪峰流量换算表，计算其它重现期设计洪峰流量，手册法设计洪峰流量成果见表1。
②洪水总量计算
采用手册公式：
Wp=0.1RF
式中：Wp—某重现期的设计一次洪水总量（万m?）
F—流域面积（km2）
R—径流深（mm），由HP查手册暴雨径流相关图5-2
HP——某重现期的最大24小时流域平均暴雨深（mm），HP=H*KP
H—流域多年平均24小时暴雨深（mm），查手册图4-1，H=105mm
KP—离均系数，查手册图4-2得CV=0.88，CS=3.5CV，由CV、CS=3.5CV查KP表。
由上式计算24小时洪量见表1。
表1手册法设计洪峰流量、洪量表
重现期（年） 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 10000
Q（m?/s） 631 1113 1654 2436 3007 3608 4450 5082 5730 7066
W24（万m?） 3224 5084 7812 9796 11904 14756 16864 19220 24478
2.2.2河北省中小流域设计暴雨洪水图集法
根据《河北省中小流域设计暴雨洪水图集》（附图-1）青山水库控制流域雨型分区属太行山迎风区，汇流分区属太行山迎风南区，产流分区为Ⅱ区。n值分区：为太行山迎风区，查附图-12，n=1.8。
本流域参数见下表2。
表2流域参数表
流域面积（km2） 主河长（km） 河道纵坡（‰） 流域长（km） 流域宽（km） 不对称系数 平均雨强（mm/h）
248 36 7.8 26.7 9.3 0.81 45
本次点面折减系数采用南水北调中线项目分析中定点定面成果，见表3。
表3设计暴雨定点定面折减系数表
20 50 100 200 300 500 600 700 800 1000
3 0.960 0.924 0.881 0.842 0.820 0.788 0.770 0.754 0.738 0.710
6 0.970 0.940 0.910 0.872 0.856 0.835 0.818 0.807 0.794 0.774
24 0.987 0.970 0.944 0.928 0.92 0.907 0.897 0.892 0.885 0.874
72 0.989 0.976 0.968 0.960 0.956 0.950 0.948 0.944 0.94 0.934
图集法设计暴雨成果见表4。
表4设计暴雨成果表
重现期（年） 5 10 20 100 200 2000
24小时（mm） 146 213 277 444 519 771
3日（mm） 188 283 389 653 771 1179
图集法设计洪峰流量及洪量成果见表5
表5图集法设计洪水成果表
重现期 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000
Q（m?/s） 796 1332 1934 2668 3192 3735 4473 5095 5712
W24h（万m?） 1625 2760 3991 5902 7488 9166 11365 13130 14947
W3d（万m?） 2320 4110 6287 9554 12182 14959 18902 21934 25034
2.3计算成果分析比选。由表1和表5比较可见，两种方法成果很接近，图集法稍大些，考虑到水文手册法的经验公式中100一遇洪峰流量模系数为直接查表得出，公式过于简化，对本流域的地理特征值考虑太少，并且《手册》为1974年编制，依据实测资料年限也较少。而《图集》法为我省正式刊布用于全省中小流域暴雨洪水计算的方法，其参数的选用进行了面上平衡。。《图集》1985年编制，依据的实测资料很丰富，尤其对于迎风区，因此，《图集》法计算的成果较可靠。拟采用《图集》法设计洪水成果。
2.4洪水分析成果的合理性检查。东青山处1963年洪水为3500m?/s，和推算的200年一遇的洪水3735m?/s很接近，而1963年洪水的重现期也是224～447年，所以计算结果和历史调查结果基本上是相符的。与临近流域临城水库比较，临城水库100年设计洪水按青山水库流域面积与临城水库流域面积比的0.6次方移植为3111m?/s，和《图集》法计算的100年设计洪水3033m?/s一致。由以上分析，《图集》法计算的设计洪水成果合理。青山水库设计洪水采用《图集》法设计洪水成果，成果见表6。
表6设计洪水成果表
重现期 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000
Q（m?/s） 796 1332 1934 2668 3192 3735 4473 5095 5712
W24h（万m?） 1625 2760 3991 5902 7488 9166 11365 13130 14947
W3d（万m?） 2320 4110 6287 9554 12182 14959 18902 21934 25034
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