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摘要:本文研究分析了陕西关中西部山区渭河北岸小水河朱园水文站的设计洪水频率,对设计洪水分析工作需注意的问题提出了建议。
关键词:设计洪水;分析
朱园水文站位于宝鸡市陈仓区坪头镇朱园村,东经106°51′,北纬34°24′。该站设立于1974年,集水面积402km2,至河口距离2.0km,该站为渭河北岸支流小水河干流控制站,设站目的为收集关中西部山区渭河北岸一级支流小水河的基本水文资料,为流域综合治理、水资源开发利用提供科学的水文资料,为区域防汛工作提供可靠的水文情报预报,属省级一般水文站。主要观测项目有水位、流量、降水等。
小水河为宝鸡西部山区渭河北岸较大一级支流,发源于宝鸡市陈仓区赤沙镇落花沟,主要支流有香泉河、大湾河等。小水河水系大致呈扇形,左右岸流域面积分布极不对称,左岸较右岸大。朱园站测验河段顺直,河床由沙砾石组成,冲於变化较大。小水河为典型的山溪性河流,洪水暴涨暴落,峰型尖瘦,水位流量关系受洪水涨落率及河床冲淤等综合因素影响呈绳套型。
随着小水河流域内的九龙山、大水川旅游资源的相继开发,旅游人群增多,小水河流域防汛工作压力加大,设计洪水分析确定意义重大。本文通过朱园水文站建站以来1974-2018年实测洪水资料对该站设计洪水频率做一粗浅分析。
1 资料选用
朱园水文站1974年建站至今洪水资料齐全。该站基本断面上下游没有调查过实测系列外的历史洪水,本次分析选用该站1974-2018年连续45年的年最大洪峰流量资料组成资料系列。
1.1 资料的可靠性分析
选用资料系列系国家基本站网水文资料,经过在站整编、资料审线、复审及流域会审并刊印水文年鉴的正规资料,资料的可靠性毋庸置疑。
1.2 资料的一致性分析
朱园水文站建站以来,基本断面从没有迁移,水准冻结基面历年保持一致;基本水尺断面以上流域在资料系列内产汇流条件没有发生大的变化,也没有修建影响流域产汇流的水工建筑物,资料系列具有严格的一致性。
1.3 资料的代表性分析
绘制1974~2018年朱园站洪峰流量系列差积曲线图(图1),差积曲线为单峰型,其中多短期波动,显示出多个时段长短不同的丰枯变化周期,表现出系列代表性较好;
绘制年最大洪峰流量与历时关系图(图2)、年最大洪峰流量CV值与历时关系图(图3)可以看到,当系列长度大于30年时,其均值及变差系数基本趋于稳定,均值一般变化在83m3/s,变差系数基本稳定在0.95左右,表现出系列长度代表性较好。
2 频率计算
根据朱园站水文站1974~2018年共45年最大洪峰流量系列,按照《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)推荐的方法,以年最大值选样,按连序系列进行频率分析。洪水经验频率采用数学期望公式进行型。
式中:
Pm—连序系列经验频率;
m—实测洪水序位;
n—实测系列项数。
在水文计算中,由于离差系数Cs值计算误差较大,而是采用与Cv值的倍比适线求得。
经过适线,求得朱园站洪水频率计算成果及统计参数详见表1和图4。
3 成果的合理性检查
本次分析采用朱园水文站1974-2018年连续45年的年最大洪峰流量的水文年鉴刊印资料组成资料系列,并通过可靠性、连续性及代表性检查,频率分析计算方法采用《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)推薦的方法,选用资料和分析方法是合理的。
4 结论及建议
4.1 结论
通过分析,陕西关中西部山区渭河北岸支流小水河朱园站控制流域面积402km2,千年一遇(P1‰)洪峰流量为658m3/s, 百年一遇(P1%)洪峰流量为422m3/s, 50年一遇(P1/50)洪峰流量为353m3/s, 20年一遇(P1/20)洪峰流量为263m3/s。
4.2 建议
由于缺乏调查洪水资料,朱园站设计洪水频率仅仅采用本站实测连续洪水资料分析,无法延长资料系列,和周边气象、下垫面条件类似的千阳水文站比较,尽管流域面积小很多,但同频率的设计洪水模数明显偏小,这种现象是反常的,显示出调查洪水资料对设计洪水频率分析计算还是具有无法替代的作用,建议各水文站加强水文分析调查工作,延长水文资料系列,提高设计洪水分析计算精度。
(作者单位:汉中水文水资源监测中心茶店水文站)
关键词:设计洪水;分析
朱园水文站位于宝鸡市陈仓区坪头镇朱园村,东经106°51′,北纬34°24′。该站设立于1974年,集水面积402km2,至河口距离2.0km,该站为渭河北岸支流小水河干流控制站,设站目的为收集关中西部山区渭河北岸一级支流小水河的基本水文资料,为流域综合治理、水资源开发利用提供科学的水文资料,为区域防汛工作提供可靠的水文情报预报,属省级一般水文站。主要观测项目有水位、流量、降水等。
小水河为宝鸡西部山区渭河北岸较大一级支流,发源于宝鸡市陈仓区赤沙镇落花沟,主要支流有香泉河、大湾河等。小水河水系大致呈扇形,左右岸流域面积分布极不对称,左岸较右岸大。朱园站测验河段顺直,河床由沙砾石组成,冲於变化较大。小水河为典型的山溪性河流,洪水暴涨暴落,峰型尖瘦,水位流量关系受洪水涨落率及河床冲淤等综合因素影响呈绳套型。
随着小水河流域内的九龙山、大水川旅游资源的相继开发,旅游人群增多,小水河流域防汛工作压力加大,设计洪水分析确定意义重大。本文通过朱园水文站建站以来1974-2018年实测洪水资料对该站设计洪水频率做一粗浅分析。
1 资料选用
朱园水文站1974年建站至今洪水资料齐全。该站基本断面上下游没有调查过实测系列外的历史洪水,本次分析选用该站1974-2018年连续45年的年最大洪峰流量资料组成资料系列。
1.1 资料的可靠性分析
选用资料系列系国家基本站网水文资料,经过在站整编、资料审线、复审及流域会审并刊印水文年鉴的正规资料,资料的可靠性毋庸置疑。
1.2 资料的一致性分析
朱园水文站建站以来,基本断面从没有迁移,水准冻结基面历年保持一致;基本水尺断面以上流域在资料系列内产汇流条件没有发生大的变化,也没有修建影响流域产汇流的水工建筑物,资料系列具有严格的一致性。
1.3 资料的代表性分析
绘制1974~2018年朱园站洪峰流量系列差积曲线图(图1),差积曲线为单峰型,其中多短期波动,显示出多个时段长短不同的丰枯变化周期,表现出系列代表性较好;
绘制年最大洪峰流量与历时关系图(图2)、年最大洪峰流量CV值与历时关系图(图3)可以看到,当系列长度大于30年时,其均值及变差系数基本趋于稳定,均值一般变化在83m3/s,变差系数基本稳定在0.95左右,表现出系列长度代表性较好。
2 频率计算
根据朱园站水文站1974~2018年共45年最大洪峰流量系列,按照《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)推荐的方法,以年最大值选样,按连序系列进行频率分析。洪水经验频率采用数学期望公式进行型。
式中:
Pm—连序系列经验频率;
m—实测洪水序位;
n—实测系列项数。
在水文计算中,由于离差系数Cs值计算误差较大,而是采用与Cv值的倍比适线求得。
经过适线,求得朱园站洪水频率计算成果及统计参数详见表1和图4。
3 成果的合理性检查
本次分析采用朱园水文站1974-2018年连续45年的年最大洪峰流量的水文年鉴刊印资料组成资料系列,并通过可靠性、连续性及代表性检查,频率分析计算方法采用《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)推薦的方法,选用资料和分析方法是合理的。
4 结论及建议
4.1 结论
通过分析,陕西关中西部山区渭河北岸支流小水河朱园站控制流域面积402km2,千年一遇(P1‰)洪峰流量为658m3/s, 百年一遇(P1%)洪峰流量为422m3/s, 50年一遇(P1/50)洪峰流量为353m3/s, 20年一遇(P1/20)洪峰流量为263m3/s。
4.2 建议
由于缺乏调查洪水资料,朱园站设计洪水频率仅仅采用本站实测连续洪水资料分析,无法延长资料系列,和周边气象、下垫面条件类似的千阳水文站比较,尽管流域面积小很多,但同频率的设计洪水模数明显偏小,这种现象是反常的,显示出调查洪水资料对设计洪水频率分析计算还是具有无法替代的作用,建议各水文站加强水文分析调查工作,延长水文资料系列,提高设计洪水分析计算精度。
(作者单位:汉中水文水资源监测中心茶店水文站)