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1洪水特性分析
1.1暴雨及洪水特性
形成六股河流域暴雨的主要天氣系統是華北氣旋、高空槽和臺風。經過調查,降水量>1500mm籠罩的面積達496km2,降水量>1000mm籠罩的面積為3210km2,降水量>500mm籠罩的面積為18000km2。由于暴雨中心位置的不同及籠罩面積變化,使得六股河各地洪水分布也不一致。六股河洪水全部發生在6—9月,其中又多集中于7、8月,以綏中站為例,年最大洪峰流量發生在7、8月的機率為83.3%。
1.2歷史洪水
本流域的洪水主要是由暴雨產生,暴雨持續時間一般為1~2d,其中大部分在1d內降落。六股河一次洪水過程一般在3d以內,屬于陡漲陡落河流。一次降水即形成一次洪峰,所以洪水過程線多為單峰。但如連續兩次,也可形成雙峰,如1962年7月24—26日連續兩次降水形成了雙峰。六股河洪水洪量比較集中,如綏中站多年平均最大24h洪量占3d洪量的68%,3d洪量占5d洪量的81%,5d洪量占7d洪量的88%,大洪水年較一般洪水年洪量更為集中。
2設計洪水
2.1歷史洪水及其重現期分析
2.1.1歷史洪水調查
六股河流域先后調查到較大的洪水有1930、1949、1959、1963年等,其中1930年為六股河歷史上特大洪水。1993年又對前白水、綏中河段歷史洪水進行了重點復核,對前白水站1949年洪水做了重新調查計算,綏中站1930年、1949年洪水在“匯編”中右岸跑水灘地糙率選用過大,也進行了調整。3.1.2洪水重現期的確定根據“遼河、大小凌河水系水災歷史資料輯要”、“遼寧省旱澇史記”、“華北、東北近500a旱澇史料”及“綏中縣志”等文獻記載,自1323年以來的675a間,六股河先后發生成災洪水30余次。其中自1849年以來特大洪水發生3次,即:1849、1886、1930年等。洪峰重現期考證期定為1849—2008年,在這160a中發生了1849、1886、1930年3場特大洪水,無法認定3場大水的順位,綜合考慮認為1930年排在160a年來的第2位,即80a一遇。
2.2控制站綏中站與前白水站設計洪水
2.2.1洪水系列
六股河洪水系列選用1954—2007年,用年最大值法統計洪峰、最大24h洪量、最大72h洪量(以下稱3d洪量)。
2.2.2前白水站洪峰與洪量插補延長
前白水站實測洪水資料為1964—1970年及1995—2007年共計20a,需插補1954—1963年及1971—1994年共34a洪水資料。1954—1962年洪峰,采用前白水與綏中洪峰相關插補,1959年、1963年洪峰采用洪水調查值。1954—1963年,最大24h、3d洪量,采用前白水站峰量關系插補。1971—1994年前白水文站,有瞬時水位過程,根據前1964—1970年及1995—2007年實測洪水過程,由水位過程插補出年最大洪峰流量及流量過程,再由流量過程求得最大24h及3d洪量。前白水水文站斷面不是很穩定,漲水落水有繩套,但實測各場洪水的洪峰點據與所定的平均水位———流量關系曲線擬合較好,故認為該水位———流量關系可以應用。
2.2.3綏中站、前白水站洪水頻率計算
2.2.3.1洪峰頻率計算
洪峰頻率計算考慮歷史洪水,綏中站1930年洪峰為160a(1849—2008年)的第2位,1959、1949年洪峰分別為160a的第4位、第5位。前白水站1930年為160a的第2位,1949、1963年洪峰分別為160a的第4位、第5位。
2.2.3.2洪量頻率計算
綏中站、前白水站最大24h洪量、3d洪量的頻率計算,均考慮歷史洪水,參數按不連序系列繪線讀點補矩法計算。兩站均沒有調查洪量資料,綏中站1930、1949年洪量按綏中站峰量關系查補。前白水站1930、1949、1963年洪量按前白水站峰量關系查補。綏中站、前白水站洪量重現期考慮與洪峰一致,即1930年為160a的第2位,按不連序系列繪線讀點補矩方法計算參數。
2.3設計洪水成果合理性檢查
六股河各站設計洪峰和設計3d洪量與大、小凌河比較,成果略大,而與其西側流域石河、狗河比較成果要小,符合這一地區洪水大小變化規律的。從綏中、前白水站各年實際峰、量關系和設計峰、量上看,設計峰、量關系線位于實際峰量點群中間,說明設計成果無較大偏差,比較合理。綜上分析,綏中站、前白水站及前———綏區間的設計洪水成果基本合理。
2.4設計洪水及其洪水過程線
2.4.1壩址設計洪水
青山水庫位于前白水水文站下游,前白水站控制集水面積1496km2,壩址以上控制集水面積1650km2,面積相差10%,故壩址設計洪水按前白水文站面積比方法推求,其中洪峰按2/3次方,洪量按1次方推求。
2.4.2設計洪水過程線
水庫設計洪水過程線采用分時段同頻率控制放大法,以設計洪峰流量、24h設計洪量、3d設計洪量分段控制放大前白水1998、1977年典型洪水過程線。經洪水調節計算,1977年典型設計洪水調洪水位高于1998年典型設計洪水調洪水位,原因是1977年典型峰前量占24h及3d洪量的比重比1998年大,因此樞紐設計洪水過程線最終選定1977年典型成果。4分期設計洪水根據施工要求和洪水的季節特性,青山水庫施工期分為3個階段:汛前(4—6月),汛期(7—9月10日)和汛后(9月11日—12月)。水庫汛期(7—9月10日)設計洪峰采用青山水庫壩址設計洪峰計算成果。非汛期洪水采用前白水站非汛期洪水面積比2/3次方推求。前白水站非汛期有1964.6—1971.5及1995—2007年計20a實測流量資料,可滿足施工期洪水計算要求。按照審查意見本階段前白水站加入了1965年6月15日洪峰流量738m3/s,計算汛前4—6月設計洪水。
作者:宋旸 單位:遼寧省水文水資源勘測局遼陽分局