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海林市红甸子河洪水设计值的选取

2015-10-29丁少纯

黑龙江水利科技 2015年6期
关键词:长汀图集牡丹江市

丁少纯

(牡丹江市水务科学研究院,黑龙江 牡丹江157000)

1 流域概况

红甸子河为海浪河的一级支流,发源于横道河子镇东7 公里处,自西北流向东南,属于山区性河流。流域总面积341.67 km2,河流全长30.5 km,河道平均宽度30 m左右。河道陡峻,属于山区性河流,多急弯,西北高东南低,平均海拔高程为430 m。干流天然落差为520 m,河道比降1/870,水资源丰富,上游为深山区,下游为浅山丘陵区,河口附近为冲积平原,常出现上游河道冲刷,下游淤积现象。上游为草地森林覆盖,水土流失较小,下游耕地及超坡开荒多,水土流失较大。红甸子河流域内没有水文测站,附近有长汀子水文站,长汀子水文站位于海浪河中游海林市长汀镇,水文站以上控制面积2 424 km2,距海浪河河口74 km。1952年6月1日建站开始观测水位,1956年6月15日改为水文站,具有1956年6月—2010年共55 a流量观测资料。观测项目有水位、流量、降水、蒸发、水温和冰情[1]。

2 气候特征

根据海林市气象站资料统计,本区多年平均气温在3 ℃左右,以7、8月份为最热。1、2月份最冷,平均气温在- 15℃ ~ -19 ℃,极端最低气温为-38.8 ℃。最大冻土深度2 m。年平均绝对湿度7.7 mb,相对湿度69%。多年平均日照时数2 540 h,多年平均蒸发量为1 250 mm(20 cm蒸发皿观测值),多年平均水面蒸发量为603 mm。多年平均风速2.1 m/s,历年最大风速18 m/s。

流域上游位于黑龙江省的降水高值区,流域多年平均降水量约为800 mm,其上游大西沟为全省降水量最高点,多年平均降水量为1 110 mm,最高值为1 457 mm。下游为530 mm。降水的年季变化较小,Cv 值约为0.2 左右,最大年降水量为最小年降水量的1.75 ~2.5 倍。降水的年内分配不均匀,一般多集中在汛期6—9月份,其降水量占年降水量的76%,而7、8 两个月的降水量又占全年降水量的51%,因此暴雨亦常在此期间发生。

本流域洪水和暴雨一致,主要发生在7、8月份,洪水过程一般为单峰型,陡涨、陡落,一次洪水过程约7 d,洪水集中历时约为3 d。

3 长汀子站洪水分析

长汀子站历史洪水,依据《黑龙江省牡丹江市林海水库供水工程初步设计》阶段的分析成果,对长汀子站1932年、1956年和1960年历史洪水进行复核。

参照火龙沟1932年历史洪水和1956年火龙沟、长汀子站历史洪水地区综合指数对长汀子站1932年进行复核,认为长汀子站1932年洪水比较符合地区规律,成果相对合理;利用长汀子站1956年实测的最高洪水位,参照火龙沟处洪水调查河段水面比降、糙率等参数,按曼宁公式计算长汀子站1956年洪峰流量与《黑龙江省牡丹江市林海水库供水工程初步设计》阶段成果十分接近,故本次仍采用《黑龙江省牡丹江市林海水库供水工程初步设计》阶段成果;长汀子站1960年洪水位水文站实测成果,测验资料的整编满足国家要求,精度可靠,故本次长汀子站1960年洪水成果仍采用原成果。

《黑龙江省牡丹江市林海水库供水工程初步设计》以后,本流域内没有对其他年份洪水进行过洪水调查,延长系列中也没有发生较大洪水,因此本次设计仍采用《黑龙江省牡丹江市林海水库供水工程初步设计》中的长汀子站的特大洪水分析成果,特大洪水洪峰流量成果见表1。

表1 长汀子站特大洪水洪峰流量

洪水重现期按本次延长系列至2010年,首位洪水重现期为97年。

根据长汀子水文站实测资料采用年最大值独立选样法统计历年最大洪峰流量,组成1956年—2010年共55 a洪峰流量和洪量连续系列,加入1914年、1932年历史洪水组成的不连续系列进行计算。重现期97 a,采用Cs =2.25Cv 的P—Ⅲ型曲线,尽量照顾点群趋势,以大、中洪水的经验点据与理论曲线配合较好为原则进行适线确定统计参数。长汀子站本次设计洪水与《黑龙江省牡丹江市林海水库供水工程初步设计》中设计洪水成果比较见表2。

表2 长汀子站设计洪水成果比较表

由表2 可以看出,本次计算成果与林海水库初设成果比较接近,差值均在5%以内,本次计算成果小于林海水库初设成果,从工程安全和保持成果一致性考虑,本次长汀子站设计洪水仍采用林海水库初设成果。长汀子站采用设计洪水成果见表3。

4 红甸子河河口设计洪水

4.1 水文图集法推求设计洪峰

红甸子河河口断面洪水由《黑龙江省水文图集》(1996年出版)成果图查得控制断面洪峰流量参数,按下式计算洪峰流量值,成果见表4。洪峰流量计算公式为:

式中:F 为集雨面积,km2;F =341.67 km2;K5%为20 a一遇模比系数;Kp为设计频率模比系数。

表3 长汀子站(采用)设计洪水成果表

表4 水文图集法设计洪峰流量

4.2 水文图集参数修正法推求设计洪峰

本次设计以长汀子站为参证站,来修正水文图集所查红甸子河控制断面设计洪水参数,参数修正值见表4。

表5 长汀子站洪水参数修正值表

按表5 的修正系数,分别对最大流量系数Cp 和变差系数Cv 进行修正。其成果见表6。

表6 修正后设计洪水成果表

4.3 采用成果

由于修正后设计洪水小于水文图集计算的洪水成果,本次设计仍采用水文图集法推求的设计洪水值,即表7 的成果。

表7 设计洪水成果表(采用值)

[1]黑龙江省水利水电勘测设计研究院. 黑龙江省牡丹江市林海水库供水工程初步设计报告[R]. 哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院,2011.

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