洪水计算.docx
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洪水计算
2.5洪水
2.5.1暴雨洪水特性
白节河流域地处四川盆地南缘，洪水由暴雨形成。
据蔡家河站（1974～2007年）暴雨资料分析，年最大暴雨多集中在5～9月，1966年8月18日出现了30多年来最大暴雨，最大24小时雨量为305mm。
白节河流域内沿河两岸竹木丛生，植被覆盖良好，洪水涨落过程比较平缓。
据蔡家河站实测洪水资料分析，主汛期为5～9月，洪水过程线多为单峰，历时约为3天左右。
2.5.2设计洪水
白花溪水库流域内无实测水文资料，坝址上、下游河道居民稀少，仅几户人家住在山坡上，无法开展历史洪水调查工作。
其设计洪水根据设计暴雨资料推算。
2.5.2.1设计暴雨
（1）设计暴雨的推求
设计流域无实测暴雨资料，设计暴雨由《四川省水文手册》中等值线查算，成果见下表见表2-5-1。
表2-5-1白花溪水库设计暴雨成果表
项目
时段
均值
Cv
Cv/Cs
设计值（mm）
（mm）
P=0.33%
P=1%
P=3.33%
P=5%
P=10%
P=20%
查
1/6h
16
0.36
3.5
39.04
34.4
31.2
29.12
27.04
23.68
等
1h
42
0.41
3.5
114.24
98.7
89.04
82.32
75.6
65.52
值
6h
81
0.56
3.5
292.41
243.81
212.22
191.97
171.72
140.13
线
24h
137
0.61
3.5
545.26
443.88
382.23
341.13
304.14
243.86
2.5.2.2设计洪水计算
巴河流域无实测水文资料，白花溪水库坝址控制集雨面积较小，其设计洪水采用设计暴雨进行推求。
根据资料条件，可研阶段采用了推理公式法和瞬时单位线法进行计算。
（1）推理公式法
①流域特征值
流域特征值F、L、J在五万分之一航测图上量取，成果见表2-5-2。
表2-5-2设计流域特征值计算成果表
位置
F（km2）
L（km）
J（‰）
θ
m
上坝址
2.6
2.15
53.26
5.26
0.561
下坝址
4.94
4.07
43.88
7.75
0.607
②设计暴雨暴雨成果表2-5-1。
③设计洪水计算
根据流域设计暴雨成果，采用《四川省中小流域暴雨洪水手册》中推理公式法推求设计洪水。
基本公式：
Q=0.278ψ（s/τn）F
式中：
Q—最大流量，m3/s；
ψ—洪峰径流系数；
s—暴雨雨力，mm/h；
τ—流域汇流时间，h；
n—暴雨公式指数；
F—流域面积，km2。
根据流域下垫面条件和《四川省中小流域暴雨洪水手册》区划，选取产汇流参数计算公式如下：
流域产流参数：
属盆地丘陵区，计算式如下：
μ=4.8F-0.19；Cv=0.18；Cs=3.5Cv
流域汇流参数：
属盆地丘陵，计算式如下：
θ=1～30时，m=0.4θ0.204
θ=30～300时，m=0.092θ0.636
式中：
θ—流域特征参数，θ=L/（J1/3F1/4）；
L—河长，km；
J—比降，‰；
F—流域面积，km2。
采用所选取的产汇流计算参数，用推理公式计算出各频率设计洪峰流量。
白花溪水库坝址设计洪水成果见表2-5-4。
表2-5-4白花溪水库设计洪水成果表
位置
P（%）
h24
ｎ
ｓp
τ。
μ
Ψ
τ
Qp
ｍ′
上坝址
0.33
493.17
0.551
114.24
1.11
6.44
0.93
1.13
72.7
0.561
1
403.15
0.568
98.7
1.16
6.00
0.92
1.18
60.85
0.561
3.33
307.43
0.585
82.32
1.22
5.56
0.91
1.22
48.41
0.561
下坝址
0.33
536.48
0.551
114.24
2.59
5.7
0.93
1.61
116.56
0.607
1
437.16
0.568
98.7
2.7
5.31
0.92
1.68
96.67
0.607
3.33
331.65
0.585
82.32
2.84
4.92
0.9
1.79
75.74
0.607
④设计洪水总量
由设计暴雨推求设计洪水总量。
洪水总量采用《四川省中小流暴雨洪水手册》中的计算公式计算，即：
Wp＝0.1×α×HTp×F＝0.1×h×F
式中：
Wp—设计洪水总量（万m3）；
HTp—历时为T（d）的设计暴雨（mm）；
F—设计流域面积（km2）；
α—径流系数；
h—径流深（mm）。
采用《手册》中刊出的东部地区单峰、峰中型概化过程线模型相对坐标，计算出设计洪水过程线。
⑤设计洪水过程线
（2）综合瞬时单位线法
采用《手册》的设计暴雨型分区成果，设计流域位于IV2区，选择本区雨型分配，初损为15mm，稳渗为1mm/h，由设计暴雨量推求出设计净出过程，汇流参数属于第4区，从而推求出设计洪水。
本阶段以上两种方法计算的设计洪水成果见表2-5-3。
表2-5-3设计洪水计算成果比较表
位置
计算方法
Qp（m3/s）
WP（万m3）
P=0.33%
P=1%
P=3.33%
P=0.33%
P=1%
P=3.33%
上坝址
推理公式法
72.7
60.85
48.41
121.81
98.53
74.34
瞬时单位线
56.87
46.97
35.52
62.53
52.79
41.24
下坝址
推理公式法
116.56
96.67
75.74
251.77
203.00
152.37
瞬时单位线
73.76
55.87
45.07
104.61
77.75
70.59
（3）设计洪水成果的采用与合理性分析
从表2-5-3可看出，两种方法成果比较接近，由于设计流域面积较小，而推理公式法在小流域的暴雨洪水计算中使用广泛，精度较高，确定推理公式法的计算成果为白花溪水库设计洪水采用成果。
表2-5-5白花溪水库设计洪水过程线（上坝址）
设计洪水过程线（t=1-6h）：
P=0.33%
P=33.3%
x
y
t
Q
t
Q
0
0
0.00
0.00
0.00
0.00
0.11
0.05
0.51
2.17
0.47
1.80
0.15
0.1
0.70
4.34
0.64
3.59
0.2
0.2
0.93
8.68
0.85
7.18
0.245
0.4
1.14
17.37
1.05
14.37
0.315
0.6
1.47
26.05
1.34
21.55
0.4
0.8
1.86
34.74
1.71
28.73
0.495
0.95
2.31
41.25
2.11
34.12
0.6
1
2.79
43.42
2.56
35.92
0.7
0.95
3.26
41.25
2.99
34.12
0.815
0.8
3.80
34.74
3.48
28.73
0.985
0.6
4.59
26.05
4.21
21.55
1.235
0.4
5.75
17.37
5.27
14.37
1.64
0.2
7.64
8.68
7.00
7.18
2.1
0.1
9.78
4.34
8.97
3.59
2.58
0.05
12.02
2.17
11.01
1.80
3.85
0
17.93
0.00
16.44
0.00
表2-5-6白花溪水库设计洪水过程线（下坝址）
设计洪水过程线（t=1-6h）：
P=0.33%
P=33.3%
x
y
t
Q
t
Q
0
0
0.00
0.00
0.00
0.00
0.11
0.05
0.66
3.37
0.62
2.74
0.15
0.1
0.90
6.75
0.84
5.49
0.2
0.2
1.20
13.49
1.12
10.97
0.245
0.4
1.47
26.98
1.37
21.94
0.315
0.6
1.89
40.47
1.76
32.91
0.4
0.8
2.40
53.96
2.24
43.88
0.495
0.95
2.97
64.08
2.77
52.11
0.6
1
3.60
67.46
3.36
54.85
0.7
0.95
4.20
64.08
3.91
52.11
0.815
0.8
4.89
53.96
4.56
43.88
0.985
0.6
5.91
40.47
5.51
32.91
1.235
0.4
7.42
26.98
6.91
21.94
1.64
0.2
9.85
13.49
9.17
10.97
2.1
0.1
12.61
6.75
11.74
5.49
2.58
0.05
15.49
3.37
14.43
2.74
3.85
0
23.12
0.00
21.53
0.00
2.5.3分期洪水
根据白花溪水库所在位置及资料情况，分期洪水计算选用蔡家河站为设计依据站。
按照该站月最大流量随季节变化规律，5～9月为主汛期，4月为汛前过渡期，10月为汛后过渡期，12～2月为枯水期。
根据施工需要，划分为1月、2月、3月、4月、5～9月、10月、11月、12月共计8个分期。
根据蔡家河站月最大流量资料，按定时段年最大值法选样，组成各分期洪水系列。
本次设计依据蔡家河站1964～2006年分期洪水系列进行频率分析计算，与可研、初设阶段成果比较，见表2-5-7，各时段最大流量频率曲线见附图2-5-2。
白花溪水库坝址分期洪水以蔡家河站为设计依据站，采用水文比拟法进行计算，其中，主汛期5～9月采用设计洪水成果，其中汛前过渡期4月、汛后过渡期10月的面积修正指数采用0.8，其余各月的面积修正指数均采用1.0。
白花溪水库坝址分期洪水成果见表2-5-8、2-5-9。
表2-5-7蔡家河站分期洪水计算成果表
分期
月份
各频率设计值（m³/s）
备注
P=5%
P=10%
P=20%
P=50%
枯水期
12～翌年3月
4.35
1.56
0.36
0.19
蔡家河水文站集雨面积15.1km
过
渡
期
汛前
4～5月
41.33
29.14
17.80
5.02
汛后
10～11月
38.15
26.33
15.52
3.87
表2-5-8白花溪水库分期洪水成果表（上坝址）
时段
均值
CV
CS/CV
Qp（m3/s）
（m3/s）
P=5.0%
P=10.0%
P=20.0%
P=50.0%
1月
0.096
0.33
2
0.154
0.139
0.122
0.093
2月
0.122
0.54
3.5
0.253
0.208
0.163
0.103
3月
0.154
0.72
3
0.375
0.296
0.218
0.118
4月
0.296
0.74
3
2.379
1.869
1.358
0.722
5~9月
0.44
3.5
31.8
26.35
20.49
16.52
10月
0.349
0.82
3.5
2.99
2.242
1.54
0.771
11月
0.200
0.9
2.5
0.56
0.431
0.301
0.139
12月
0.105
0.54
3.5
0.218
0.179
0.141
0.088
表2-5-9白花溪水库分期洪水成果表（下坝址）
时段
均值
CV
CS/CV
Qp（m3/s）
（m3/s）
P=5.0%
P=10.0%
P=20.0%
P=50.0%
1月
0.137
0.33
2
0.219
0.198
0.174
0.133
2月
0.174
0.54
3.5
0.361
0.297
0.233
0.146
3月
0.219
0.72
3
0.535
0.422
0.311
0.168
4月
0.422
0.74
3
3.162
2.483
1.805
0.959
5~9月
0.44
0.35
37.46
30.85
23.81
18.47
10月
0.498
0.82
3.5
3.973
2.98
2.047
1.025
11月
0.285
0.9
2.5
0.8
0.615
0.43
0.199
12月
0.15
0.54
3.5
0.311
0.256
0.201
0.126
于本次设计采用定时段不跨期选样计算分期设计洪水，考虑到白节河洪水在汛前汛后有提前错后发生的情况，根据规范规定，在使用上表成果时，主汛期汛前提前10天、汛后错后10天，非汛期汛前提前5天、汛后错后5天使用。
2.5.4渠系沿渠坡面洪水
2.5.4.1概况
白花溪水利工程灌区地处川南盆地南部边缘的丘陵地区，本灌区北面高程在600m左右的，南面高程300-400m之间，东面为工农灌区，西面为南北向分水岭，且灌区内有几条小溪沟等自东向西汇入永宁河，灌区形状呈长方形。
2.5.4.2坡面洪水计算
泸州市纳溪区白花溪水利工程灌区的渠道大部分是傍山修建，沿线与许多支沟，小溪相交叉，为保证渠系建筑物及渠系的安全，应对各支沟、小溪及傍山渠道上部的坡面洪水进行计算。
本渠系所经流域均系无资料地区，本次计算沿渠坡面洪水采用水科院推理公式法。
依据渠系建筑物等级，其洪水标准为5年一遇、10年一遇、20年一遇设计。
（1）流域特征值
流域特征值F、L、J在万分之一航测图上量取。
（2）设计暴雨采用白花溪水库设计暴雨成果，见表2-5-1。
（3）设计洪水计算
根据流域设计暴雨成果，采用《四川省中小流域暴雨洪水手册》中推理公式法推求设计洪水。
基本公式：
Q=0.278ψ（s/τn）F
式中：
Q—最大流量，m3/s；
ψ—洪峰径流系数；
s—暴雨雨力，mm/h；
τ—流域汇流时间，h；
n—暴雨公式指数；
F—流域面积，km2。
根据流域下垫面条件和《四川省中小流域暴雨洪水手册》区划，选取产汇流参数计算公式如下：
流域产流参数：
属盆缘山区，计算式如下：
μ=3.6F-0.19；Cv=0.23；Cs=3.5Cv
流域汇流参数：
属盆缘山区，计算式如下：
θ=1～30时，m=0.318θ0.204
θ=30～300时，m=0.055θ0.72
式中：
θ—流域特征参数，θ=L/（J1/3F1/4）；
L—河长，km；
J—比降，‰；
F—流域面积，km2。
采用所选取的产汇流计算参数，用推理公式计算出沿渠坡面洪水，其成果见表2-5-10。
表2-5-10白花溪水库灌区干支渠坡面洪水计算成果表
编号
桩号
名称
流域特征参数
QP（m3/s）
（km2）
L（km）
J（‰）
P=5.0%
P=10.0%
P=20.0%
1
云干2+842.29~云干1+692.12
0.24
0.51
121
6.38
5.42
4.2
2
云干1+692.12~云干2+842.29
0.53
1.15
137
15.91
13.5
10.44
3
云干4+815.71~云干5+353.24
分水岭倒虹吸
0.16
0.537
258
4.48
3.83
3.13
4
云干5+353.24~云干6+149.64~
0.24
0.796
204
5.9
5.04
4.1
5
云干6+149.64~云干6+894.75
0.156
0.744
114
3.49
2.98
2.41
6
云干6+894.75~云干7+962.21
0.245
1.063
81
4.83
4.12
3.31
7
云干7+962.21~云干8+773.76
0.23
0.819
99
5.09
4.35
3.51
8
云干8+773.76~支Ⅱ0+147.70
0.097
0.482
414
2.24
1.91
1.48
9
支Ⅰ0+000.00~支Ⅰ0+850.62
龙古倒虹吸
0.224
1.263
254
5.89
5
3.88
10
支Ⅰ0+850.62~支Ⅰ1+415.38
0.132
0.554
134
3.3
2.82
2.29
11
支Ⅰ1+415.38~支Ⅰ2+828.24
0.415
1.414
178
12
10.18
7.88
2.6泥沙
2.6.1流域产沙概况
白花溪水库位于纳溪区打古镇镇白节河上。
白节河系长江南岸支流——永宁河的右岸一级支流；白节河全长34km，流域面积367.7km2，比降10.5‰；发源于纳溪区打古镇深田塝，河源海拔高程约930m，中游进入深丘，水势平缓，下游河段弯急滩多，瀑布发育；沿河两岸竹木茂密丛生，植被覆盖极好，水土流失甚微，河水清澈，河床上到处可见平坦的石滩，雨水较充足，河槽内泥沙较少，仅有少量块石；水流挟带的泥沙基本随水流一泻而过；河流泥沙来源主要为上游的悬移质泥沙和少量的推移质泥沙。
下坝址（推荐）以上河长4.2km，控制集雨面积3.81km2；库区河道比降约29‰。
工程河段无实测泥沙资料，根据《四川省水文手册》，白节河所在区域年输沙模数为600t/km2·a，本次直接采用该等值线成果，下阶段可根据资料条件进行修正。
由此计算白花溪水库上、下坝址悬移质多年平均输沙量分别为0.1602万t、0.2286万t；按推悬比15%计算上、下坝址流域多年平均推移质沙量分别为240.3、342.9t。
多年平年均输沙总量为0.1842万t，0.2628万t。
白花溪水库坝址泥沙设计成果见表2-6-1。
表2-6-1白花溪水库坝址泥沙特征值成果表
名称
设计断面
流域面积（km2）
输沙模（t/km2·a）数
多年平均悬移质输沙量（万t）
多年平均推移质输沙量（万t）
多年平均输沙总量（万t）
白花溪水库
上坝址
2.67
600
0.1602
0.024
0.1842
下坝址
3.81
600
0.2286
0.0343
0.2628
2.7水位流量关系曲线
根据设计要求，需提供白花溪水库坝址下游水位流量关系曲线。
坝址河段仅有实测同时水边线、实测河道横断面和调查的近年大洪水水位，无实测水位流量资料。
根据上述资料条件，水位流量关系曲线采用水力学公式计算。
以实测河道水边线、实测河道横断面、调查的近年大洪水水位和选定的糙率，计算各级水位下的流量。
白花溪水库坝址处下游水位流量关系曲线见附图2-7-1。
2.8水文自动测报系统
白花溪水库集水面积较小，上坝址以上集水面积2.67km2，下坝址以上集水面积3.81km2；洪水量级较小，水库对洪水调蓄能力较大，根据规范，可不设水情自动测报系统。
附表2-1泸州市纳溪区气象站气象要素统计表
月份
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
降
水
量
多年平均（mm）
30.2
32.4
43.0
80.6
152.5
167.2
181.1
157.6
139.2
85.9
50.5
30.6
1150.8
最大一日（mm）
15.7
29.8
27.8
64.7
194.6
257.9
225.2
191.4
211.7
49.5
42.1
20.8
257.9
＞0.1mm降水日数（d）
12.7
11.9
13.4
14.6
17.2
17.1
14.0
12.1
17.0
17.8
14.6
12.6
175
＞10mm降水日数（d）
0.3
0.3
0.8
2.1
5.1
5.2
5.4
4.3
4.5
2.7
1.3
0.3
32.3
＞25mm降水日数（d）
0
0
0
0.3
1.6
1.9
2.4
2.1
1.4
0.2
0.1
0
10.1
气
温
多年平均（℃）
7.4
9.0
13.6
18.3
21.8
24.0
26.8
27.0
22.3
17.9
13.2
8.9
17.5
极端最高（℃）
17.7
22.5
32.3
34.4
37.5
37.6
38.1
40.2
37.3
31.2
26.1
20.0
40.2
极端最低（℃）
-1.6
-0.4
1.1
1.8
10.6
14.8
17.6
16.9
13.0
6.1
2.6
-1.1
-1.6
多年平均蒸发量（mm）
27.6
33.1
68.2
105.3
137.7
123.4
157.1
161.0
81.4
54.1
36.9
27.4
1013.3
风
速
多年平均（m/s）
1.4
1.6
1.8
1.9
1.8
1.6
1.7
1.7
1.6
1.4
1.5
1.4
1.6
最多风向
N
N
N
NE
NE
NE
NW
NW
NW
NW
N
N
N
最大风速（m/s）
8.7
7.3
10.0
16.0
17.0
14.7
14.3
18.0
11.3
8.3
15.3
8.0
18.0
相应风向
NNE
N
N
NW
WNW
NW
SSW
S
WNW
WNW
WNW
2G
S
多年平均相对湿度（%）
86
85
80
79
8
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