榆社县河道历史洪水调查分析

2022-04-13 13:24霍丽峰
黑龙江水利科技 2022年3期
关键词:洪峰流量西河河底

霍丽峰

(山西省水文水资源勘测总站,太原 030000)

0 引 言

洪水是一种极为常见且易造成极大损失的灾害[1-2]。准确获取河道洪水情况是进行防洪工程设计的前提条件[3-4]。经过长期的侵蚀、构造活动影响,河道条件较为复杂,洪水调查难度大。访问、现场洪痕调查、断面测量等方法是洪水调查的常用方法。榆社县是典型的山区地形环境条件,山洪灾害造成了严重的损失,为了保证安全,减少山洪灾害影响,调查收集区域内主要河道的洪水情况是十分必要的。

1 河流水系及调查目的

榆社县境内河流有浊漳河北源和乌马河。全年65%-70%的河川径流量集中在6-9月,径流年际变化也较大。县域内海拔大部分在1000—1200m之间,属黄土高原石丘陵山区。历史洪水调查旨在获取历史上的洪水特征,进行资料收集和洪水痕迹考证,估算河道的洪峰流量和重现期,为区域山洪灾害治理工程提供依据。

2 洪峰流量推算方法

1)当河段顺直、稳定、洪痕点较多,可用比降—面积法推算。

a)匀直河段洪峰流量按下式计算:

(1)

式中:Q为洪峰流量,m3/s;A为过水面积,m2;R为水力半径,m;J为水面比降;n为河床糙率;K为输水率。

b)非匀直河段洪峰流量按下式计算:

(2)

(3)

式中:Je为比降;Q为洪峰流量,m3/s;hf为断面摩阻损失,m;L为断面间离,m;h为断面水面落差,m;V上、V下为计算上、下断面的平均流速,m/s;Km为平均输沙率;g为重力加速度。

c)考虑扩散损失及弯道损失时洪峰流量按下式计算:

(4)

2)河段较长,洪痕分散,水面线曲折,可用水面曲线法推算,方法如下:

(5)

如在扩散段,则须计及扩散损失:

(6)

(7)

(8)

求得:

(9)

式中:G上、G下为上、下断面的水位,m;hf为摩阻损失,m;he为扩散损失,m;I上、I下、Im为上、下断面比降、平均比降。

3 历史洪水调查成果

3.1 石栈道河段

石栈道河段全长45.5km,集水面积702km2。流域平均宽度15.4km,地形复杂,水土流失严重。1957年设石栈道水文站。

调查段长1015m,位于石栈道水文站附近,上游200m处有一弯道,调查段主槽位置存在变动迹象。断面水量较大时有漫滩,冲淤变化剧烈。

该河段共有3段年调查成果:1930年,对应洪峰流量为1240m3/s;1952年,对应洪峰流量为414m3/s;1970年,对应洪峰流量为1190m3/s。

表1 石栈道河段洪水痕迹及洪水情况调查表

3.2 西河河段

西河河段集水面积242km2。调查段比较顺直,断面规整,无支流,水流通畅,河床及岸坡主要为砂卵石,底坡均匀但床面平整性较差。河道左岸岸坡较缓,右岸岸坡较陡。下游约1000m处与浊漳北源汇合,断面为单式河槽。该河段2006年,洪水位为9.85m,对应洪峰流量为8.26m3/s。

表3 西河河段洪水痕迹及洪水情况调查表

表4 西崖底河段洪峰流量(比降法)计算成果表

图1 石栈道河段纵断面图 图2 断面Ⅰ横断面图

3.3 南河底河段

南河底河段全长61km,集水面积203km2,流域平均宽度3.33km,调查段顺直,断面规整,河床主要为细泥沙,河床较为平整。河道岸坡主要为砂土,下游约500m处汇入榆社河,断面为单式河槽,大水时冲淤变化较大。该河段2006年,洪水位为19.64m,对应洪峰流量为7.26m3/s。

表5 南河底河段洪水痕迹及洪水情况调查表

表6 南河底河段洪峰流量(比降法)计算成果

图5 南河底河段断面图

4 结 论

通过实地调查、资料收集以及推算分析,对榆社县石栈道河段、西河河段历史洪水成果进行调查。其中石栈道河段1930年、1952年、1970年洪水洪峰流量分别为1240m3/s、414m3/s、1190m3/s。西河河段2006年,洪水位为9.85m,对应洪峰流量为8.26m3/s。南河底河2006年,洪水位为19.64m,对应洪峰流量为7.26m3/s。历史洪水调查成果综合多种资料,较为可靠,可为山洪治理工程设计提供参考[5-7]。

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