地區(qū)綜合法在水利工程洪水設計中的應用

朱　琴（浙江省水利水電勘測設計院，浙江杭州310002）

地區(qū)綜合法在水利工程洪水設計中的應用

朱琴（浙江省水利水電勘測設計院，浙江杭州310002）

地區(qū)綜合法是水文比擬法中用于確定相關參數(shù)的常用方法。某水利樞紐位于某流域的干流段，壩址處無實測洪水資料，鄰近水文站的集水面積與壩址處集水面積相差大于20%，通過收集整理該流域及周邊流域的多個水文站，采用地區(qū)綜合法建立本區(qū)域的綜合關系曲線，確定工程壩址處設計洪水參數(shù)，從而推求壩址處設計洪水。

地區(qū)綜合法；設計洪水

1　方法簡介

設計洪水分析方法很多，大致分為流量法及暴雨法。流量法即根據(jù)流量資料推求設計洪水，一般方法有相關法、經驗單位線法及地區(qū)綜合法等[1]。暴雨法即根據(jù)暴雨資料推求設計洪水，一般方法有推理公式法、單位線法及水文模型法等。根據(jù)相關規(guī)范，當工程所在流域內洪水和暴雨資料均短缺時，可利用鄰近地區(qū)實測或調查洪水和暴雨資料，進行地區(qū)綜合分析，計算設計洪水[2]，此即地區(qū)綜合法。

設計流域及周邊流域流量資料較為充分時，采用地區(qū)綜合法就是采用相鄰地區(qū)、流域的實測及調查洪水資料，對洪峰流量、洪水總量等統(tǒng)計參數(shù)進行地區(qū)綜合分析，并根據(jù)分析成果推求設計斷面設計洪水相關成果[3]。

2　工程及流域概況

某水利樞紐工程位于某流域的干流段，壩址處無實洪水資料，工程壩址以上集水面積為2594km2。設計流域內有A，B兩水文站，控制流域面積分別為2082km2和797km2，流域內測站的實測水文資料為本工程設計提供了可靠的依據(jù)。同時流域附近有C，D，E，F(xiàn)等水文站，水文資料系列均較完整，所測水文資料均經過浙江省水文勘測局整編，資料精度可靠，為設計流域內工程設計提供了有利條件。

設計流域地處亞熱帶季風氣候區(qū)，受東南季風影響，溫暖濕潤，四季分明，光照充足，降水豐沛。

本流域發(fā)生較大洪水次數(shù)頻繁，主要成因為大面積梅雨，降水歷時長、總量大，洪水過程峰高量大。

3　工程壩址設計洪水計算

在設計洪水計算時，當設計斷面無實測資料，但其上游或下游建有水文站實測資料，且與設計斷面控制流域面積相差不超過3%，區(qū)間無人為或天然的分洪、滯洪設施時，可將水文站實測資料或設計洪水成果直接移用于設計斷面；若區(qū)間面積超過3%，但小于20%，且全流域暴雨分布較均勻時，常用面積比法將水文站設計成果進行推算。該方法的關鍵是面積指數(shù)的選取[4]。本工程中，工程所在流域內有A、B兩個水文站，但區(qū)間集水面積均大于20%，采用面積比法時確定面積比指數(shù)存在一定的困難，且無法保證成果的合理性。而設計流域周邊的水文站較多，資料完整可靠，故本次設計采用地區(qū)綜合法建立本區(qū)域的及其Cv～F綜合關系曲線，確定工程壩址處設計洪水參數(shù)，從而推求壩址處設計洪水。

選取設計流域及周邊流域內的A、B、C、D、E、F、G等6個水文站，將相關測站的參數(shù)進行地區(qū)綜合，繪制綜合關系曲線，其中洪峰流量均值與面積F的關系如圖1所示。

圖1　區(qū)域Qˉm～F綜合曲線圖

表1　主要斷面設計洪水成果表

經分析計算得到各設計頻率最大洪峰流量和最大三日洪水總量，選取歷史實測洪水為設計洪水縮放典型，以設計最大洪峰流量和最大三日洪水總量為控制，從而可推求出各設計頻率洪水過程線。

4　成果合理性分析

收集鄰近工程的設計洪水成果，與本工程本次設計洪水成果對比，分析設計成果在區(qū)域上是協(xié)調的，是符合地區(qū)規(guī)律的。

收集本工程前期各階段設計洪水成果，與本工程本次設計洪水成果對比，分析本次設計成果在資料系列、計算方法不同的情況下，各階段成果相差不大，因而本次設計成果是合理可靠的。

5　結論

地區(qū)綜合法的使用基礎為大量實測洪水資料系列和歷史調查洪水資料，設計成果具有相似的水文氣候、下墊面、洪水特性等屬性，設計精度較高，符合實際，成果可靠，但受資料限制較大，區(qū)域性很強，不易外延，具有一定的局限性。

本工程設計中，使用地區(qū)綜合法能很好的揚長避短，分析計算得到工程設計洪水相關成果，能滿足本次工程設計需要。

[1]鄒文安，任建業(yè).地區(qū)綜合法在洪水設計中的應用[J].水資源研究，2012，6，33（2）（總123期）：32～35.

[2]水利部長江水利委員會水文局.《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》[M].北京：水利水電出版社，2006.

[3]張惠平.浙西小流域洪水推求方法淺析[J].浙江水利科技，2004（6）：41～43.

[4]劉連梅，信增標，王保東，田燕琴.面積比法計算設計斷面洪水中面積指數(shù)的確定[J].水利水電技術，2005，36（4）.

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