张志霞

摘 要： 沣河峪口段（老环山公路桥至新环山公路桥）现状河道未经统一治理，堤岸残缺不整，且缺少水面及绿化景观，两岸环境较差，亟待整治提升。结合沣河峪口段存在问题，对沣河流域暴雨洪水特性进行探讨，采用经验公式法、面积比拟法、由暴雨资料推求设计洪水方法对峪口段设计洪水进行计算和分析，为堤防护岸建设提供参考依据。

关键词： 设计洪水;水文分析;合理性分析

【中图分类号】TV882.8     【文献标识码】B     【文章编号】1674-3733（2020）21-0259-01

前言：沣河峪口段（老环山公路桥至新环山公路桥）河道防洪治理范围内，河道现状既有坡式护岸、墙式护岸，也有天然河滩、自然岸坎，按照现状河道水面线计算结果，50年一遇洪水未出现状河槽，确定本工程均为护岸工程。堤线依据《沣河流域综合保护利用规划》确定，通过河道两岸堤防护岸工程建设，使该段河道达到50年一遇的防洪标准。

1 流域概况

沣河系渭河右岸一级支流，发源于西安市长安区秦岭北侧沣峪鸡窝子以南，流向由南向北并最终汇入渭河。沣河流域面积1386 km2，河长78km，平均比降8.2‰。全流域多年平均年径流量为2.47亿m3，工程区以上多年平均年径流量为0.30亿m3。

本工程治理河段为峪口老环山路（S108省道）桥，终点为新环山路（S107省道）桥，位于沣河的中游河段。工程区段以上沣河流域面积165.80km2，河长31.75km，平均比降44‰。

2 存在问题

1）老环山公路桥下游左岸馨蓝湾别墅区临河侧部分挡墙坍塌，已不具挡水及抗冲条件，坍塌的土料和石块堆积进河道内，影响河流行洪，未坍塌的挡墙其墙体厚度较薄，稳定性较低;

2）老环山公路桥下游右岸鸿禧山庄别墅区临河侧挡墙不符合防洪规划堤线位置要求，墙顶高程不满足防洪超高要求;

3）无堤段河岸不具河流抗冲需要，易产生塌岸等水土流失问题;

4）新环山路上游左岸已成堤防局部堤线伸向河内，不满足防洪规划堤线位置;

5）工程区全段堤岸顶无防汛抢险道路，无法满足防洪工程运行管理需要。

为提高峪口段河道防洪能力，对河道两岸进行护岸设计，左右岸护岸总长度3625.20m（其中左岸长度1828.70m，右岸长度1796.50m）。为了保证护岸工程顺利实施，需对峪口段设计洪水进行计算分析。

3 设计洪水

3.1 暴雨洪水特性

沣河流域暴雨最早发生在4月，最迟出现在10月，但量级和强度较大的暴雨一般发生在7～9月。暴雨一般分为锋面雨和雷暴雨，锋面雨历时长，强度均匀，笼罩面积大;雷暴雨笼罩面积小，强度大，历时短[1]。

3.2 水文基本资料

本工程治理河段下游沣河干流上距峪口11.4km处设有秦渡镇水文站。该站位于潏河入沣河口以上，1935年1月建成测流，控制流域面积566km2，距沣河与潏河交汇口约800m，距沣河入渭口约36.0km，有1943年至今66年的实测水文资料，资料均进行过系统整编和正式刊布。

3.3 设计洪水计算

3.3.1 经验公式法

《西安市实用水文手册》中采用实测和调查洪水，利用面积和洪峰流量建立经验关系。项目区以上流域面积为165.8km2，当流域面积介于50～1000km2之间时，计算不同频率洪峰流量的经验公式为：

QN=KNFn

式中： QN——設计重现期为N的洪峰流量（m3/s）;

KN、n——经验参数和面积指数，KN=33.83，n=0.465;

F——设计流域面积（km2），F=165.8km2

经验公式法计算工程区段50年一遇设计洪水洪峰流量Q2%=364m3/s。

3.3.2 面积比拟法

1）沣河秦渡镇水文站设计洪水计算

本次设计收集到沣河秦渡镇水文站1943～2012年共70年实测洪水资料。根据有关资料介绍，沣河流域调查历史洪水以1957年洪水最大，按连续系列用数学期望公式计算经验频率。经计算，秦渡镇水文站50年一遇设计洪水洪峰流量Q2%=1079m3/s。

2）工程区段设计洪水计算

根据计算出的秦渡镇水文站50年一遇设计洪水洪峰流量成果，采用面积比拟法计算工程区段50年一遇设计洪水洪峰流量。面积比拟法计算公式为：

Qp设=Qp站×F设F站n

式中：Qp设——设计洪峰流量（m3/s）;

Qp站——水文站控制流域面积的洪峰流量（m3/s）;

F设——设计流域面积（km2）;

F站——水文站的流域面积（km2）;

n——面积指数取0.667。

面积比拟法计算工程区段50年一遇设计洪水洪峰流量Q2%=476m3/s。

3.3.3 推理公式法

根据经审定的《陕西省中小流域设计暴雨洪水图集》及《西安市实用水文手册》（以下简称《手册》），在假定设计暴雨与设计洪水的频率相应和暴雨全面笼罩的前提下，分析产流和汇流过程，进而推求工程区段设计洪水[2]。

工程区段以上控制流域面积为165.80km2，根据《手册》，设计暴雨历时取T=12 h。

根据《手册》中1、3、6、24小时点暴雨量均值及变差系数等值线图，查算工程区段以上流域中心点暴雨量均值及变差系数见表4。

渭河以南地区产流模式为蓄满产流，秦岭北麓土壤最大蓄水量Im=70mm，前期影响雨量Pa=2/3Im，Pa=46.7mm，初损I0=23.3mm，将初损一次扣除，设计12小时面暴雨量扣除损失后即得暴雨净雨量。

汇流计算采用推理公式法，根据工程区段河流特性确定汇流参数m为0.74。

工程区段50年一遇设计洪水洪峰流量计算成果见表1。

3.3.4 合理性分析

以上三种方法计算工程区段沣河50年一遇设计洪水成果汇总见表2。

根据工程区段设计洪水计算成果汇总表，经验公式法计算洪水成果最小，推理公式法计算设计洪水成果最大，而面积比拟法计算成果介于上述两种方法成果之中。推理公式法是在缺少实测流量资料的中小流域计算设计洪水时常用的一种方法，该方法假定设计暴雨与设计洪水频率一致，暴雨通过扣损、产流、汇流进而形成设计洪水，因而计算成果较为合理。

本次工程区段50年一遇设计洪水洪峰流量采用推理公式法计算成果，即Q2%=600m3/s。

结论：结合沣河流域概况及水文条件，对沣河峪口段设计洪水分别采用三种不同方法进行计算，通过对洪水计算结果分析对比，最终确定采用推理公式法计算成果作为沣河峪口段河道防洪治理工程设计洪水较为合理。

参考文献

[1] 芮孝芳，张超. 论设计洪水计算[J]. 水利水电科技进展，2014，34（001）：20-26.

[2] 刘依松. 不同设计洪水计算方法的比较[J]. 水力发电学报，2012（06）：41-45.