刘学智

（广州珠科院工程勘察设计有限公司，广东 广州 510000）

生态清洁小流域是水利部近年来十分重视和大力推广的水土流失治理模式,是群众生产生活需要与水土流失治理的良好途径,是建设美丽乡村及生态文明建设的重要举措,符合汤坑镇断桥水小流域治理现实需要。

汤坑镇位于丰顺县东南部,地理坐标为北纬23°46'、东经116°11',是丰顺县的县城所在地,距梅州市区约80 km。断桥水河道集水面积4.78 km2,长度5.817 km,河床平均比降为5.36‰,涉及新田村、中楼村、中联村、黎峰村、洋田村、后安村、石联村、虎局村、富坑村、东山村、上村村、棋坪村等12 个行政村,属城郊生态清洁小流域。此次断桥水治理工程治理河长为5.707 km,工程措施桩号为DQ0-377 起点～DQ5+330 终点段。

1 设计洪水

根据治理河段两岸保护对象的不同,结合两岸地形、地势、农田及房屋分布等实际情况,综合考虑洪水出路和社会经济发展要求,经综合比选分析后,按照安全通过2 年一遇洪峰流量进行治理,治理措施以岸坡防冲、疏通和稳定河槽为主,允许洪水漫滩。

1.1 计算方法

由于丰顺县汤坑镇断桥水小流域范围内没有实测水文资料,本次设计暴雨利用《使用手册》和《等值线图》推求。工程涉及的流域集雨面积小于10 km2,且上游无水库控制,故采用广东省洪峰流量经验公式进行计算设计洪水。

广东省洪峰流量经验公式：

式中：Qp为设计洪峰流量,m3/s；C为与频率有关的流量系数；H24p为24 h设计雨量,mm；F为集水面积,km2。

1.2 基本资料

本次断桥水小流域治理工程地理参数在1∶10000地形图上量测,地理参数见表1。

表1 断桥水地理参数成果表

本工程集水区域位于《广东省暴雨径流查算手册》分区的粤东沿海Ⅱ区,采用粤东沿海设计雨型。

1.3 暴雨洪水特征

工程区域属亚热带气候,强降雨多为受锋面雨和台风雨,暴雨大且集中,由此引发的洪水洪峰流量大,影响范围广,是造成洪涝灾害的主要气象原因。断桥水属山区性河流,河道比降大。山地面积广,山高坡陡,汇流时间短,容易发生洪水；中下游河床较宽,坡降较缓,河道淤积逐年严重。总的来说,山区洪水的特点是陡涨陡落。本流域洪水多在5～7 月份出现,洪水以单峰型居多。每逢遭遇暴雨,易于引起山洪暴发,冲毁村庄、农田、水利设施乃至淹浸乡镇。

1.4 全年设计暴雨

查《广东省水文图集》及《广东省暴雨径流查算手册》得计算各历时暴雨参数成果见表2。

表2 各历时暴雨参数表

1.5 设计洪水计算

本工程涉及的流域集雨面积小于10 km2,故采用广东省洪峰流量经验公式进行计算设计洪水。设计洪水计算结果,见表3。

表3 洪峰流量成果统计表

2 施工洪水

根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ 338-89）的规定,结合本工程的特点及工程施工进度安排,导流设计洪水标准采用枯水期（10月～3月）5 年一遇洪水（P=20%）,计算期选定10月～次年3 月。

施工期洪水的计算缺乏基本资料,根据工程附近的汤坑雨量站所收集的降雨资料,可以提供1966 年～2010 年月降雨过程,因此可根据全年设计洪峰流量,按照降雨分布比例,推算出分期洪水洪峰流量。对1966 年～2010 年月降雨过程进行统计分析,确定典型年。1966 年～2010 年年降雨量见表4,排频分析结果见表5。

表4 汤坑雨量站1966年～2010年年降雨量

表5 汤坑雨量站1966年～2010年降雨排频分析结果表

根据表5 的统计结果,选定2008 年4 月～2009 年3 月为P=20%的典型年。典型年全年最大降雨量为7 月份625.2 mm,2008 年11 月份～2009 年3 月份,月最大降雨为155.8 mm,两者比例为1∶0.25。根据前面计算,本工程河道P=20%洪峰流量分别为24.3 m3/s,所以该河道的施工期（10 月～次年3 月份）洪水洪峰流量（P=20%）为6.08 m3/s。断桥水施工期设计洪水峰值见表6。

表6 断桥水施工期设计洪水峰值

3 设计水面线

3.1 计算范围

丰顺县汤坑镇断桥水小流域治理工程以桩号DQ0-377起点,终点为桩号DQ5+330,长度为5.707 km。水面线计算分两种情况,分为治理前水面线和治理后水面线。计算现状水面线时糙率均取为0.033,整治后水面线糙率均取为0.030。

1）设计流量

此次断桥水小流域治理工程起点断面DQ0+000以上集雨面积为4.78 km2,河道2年（P=50%）一遇洪峰流量为15.8 m3/s。

3）起推水位

整治前：选取DQ0+000 断面作为起推断面,计算该断面的水力参数,利用天然河道过流计算公式曼宁公式Q=1/nAR2/3i1/2,河道的糙率选用n=0.033,断面所处的该段河道的坡降为i=0.00536,计算出起推断面水位流量关系,得出治理前2 年一遇水位高程19.77 m作为起推水位。

整治后：起点处起推水位和整治前一样同为19.77 m。

3.2 计算方法

本次水面线计算借助省厅颁发的天然河道水面线计算程序,由最下游河道断面为起推点向上游进行推算,求得设计频率P=50%设计洪水水面线。

3.3 设计洪水水面线

利用上述计算方法和基础资料,计算断桥水P=50%治理前和治理后水面线,计算成果见表7。

表7 P=50%断桥水治理工程整治前后水面线成果

续表7

经水面线计算成果的合理分析治理前、后的洪水位的对比,治理后P=50%时各断面洪水位均有所下降,所以本设计水面线计算成果是合理的,达到了预期的治理效果。

4 结语

中小河流治理中最基础且最重要的环节之一就是水面线的推算, 直接关系到堤防防洪的安全,文中汤坑镇断桥水小流域治理过程水面线计算成果经过治理前、后的洪水位对比,明确了计算成果的合理性。故在类似的小河流水面线推算过程中要根据每条河流的实际情况及真实参数将水面线推求部分更加的细化,与工作实际紧密联系,才能保证达到预期的治理效果。