河流洪水水位的确定分析

河流洪水水位的确定分析

摘要：近年来，国家对水利的投资将逐步加大，江河堤防的防洪能力将得到彻底提高，最大限度的保证人民生命及财产的安全，科学、准确的洪水水位对于江河提防改造至关重要，本文通过对河流洪水水位的计算分析，为其他江河湖库确定洪水水位提供参考。

关键词：洪水水位频率曼宁公式

1 工程流域概况

(1)自然地理长春南楼站位于吉林省农安县靠山镇东北部，饮马河东排木渡口西岸民堤外侧。地理位置为东经125°40´56”，北纬44°47´09”。饮马河是第二松花江左岸主要支流之一，发源于磐石县驿马乡呼兰岭，流经磐石、永吉、双阳、九台、德惠，在农安县靠山屯以北21km处汇入第二松花江。饮马河河长386.8km，流域面积18247km2，河道平均坡降0.62‰，长春南楼站以上流域面积为16000km2。伊通河是饮马河上的一级支流，发源于伊通县板石庙乡青顶子岭北，由西南流向东北流经伊通县、长春市、德惠市、农安县，在农安县靠山镇东汇入饮马河。河长342.5km，流域面积8440km2。

(2)气象条件分析区域属北温带大陆性季风气候区，春季干燥多风，夏季温暖湿润，秋季晴朗气温日差大，冬季严寒而漫长，一年寒暑温差悬殊，春秋两季短促。伊通河流域面积8440km2。流域内多年

平均降水量为631.1mm，雨量多集中在7、8月份，约占年降水量的50%左右，6～9月降雨量占年降水量的78.7%；多年平均蒸发量为1516.4mm（20cm口径蒸发皿）；多年平均日照时数为2606.3h；年平均气温为4.7℃，历年极端最高气温为36.2℃，发生在1958年6月24日；历年极端最低气温为-39.0℃，发生在1970年1月4日。多年平均风速为3.7m/s，历年最大风速34m/s，发生在1971年4月4日；无霜期为140天左右，最大冻土深度为182cm，发生在1969年4月4日。

2 报告编制主要参考资料

《长春市水资源调查评价》；《吉林省水文图集》；五万分之一地形图；德惠、农安水文站、靠山屯水位站多年水文资料。

3 洪水分析

3.1 洪水特性

长春南楼站所在区域属于饮马河流域，位于饮马河与伊通河交汇处下游，本流域洪水主要由饮马河及其支流伊通河上游洪水所至,其中饮马河干流洪峰流量受石头口门水库调蓄控制；饮马河支流伊通河洪峰流量受新立城水库调蓄控制。以上两部分洪水基本发生在7、8

两月，洪峰流量一般持续10～20天左右。

3.2 长春南楼断面处洪水分析

3.2.1 洪水频率分析饮马河洪水频率分析采用位于饮马河干流的德惠水文站及其支流伊通河上的农安水文站两站的50年系列资料，以对工程最不利为原则，采用最大流量叠加推求工程所在地饮马河50年一遇洪水，利用面积比拟进行洪峰流量校正。通过对德惠、农安水文站1961～2010年最大流量频率计算分析，德惠水文站50年一遇洪峰流量为1150m3/s；农安水文站50年一遇洪峰流量为536m3/s。

3.2.2 长春南楼站断面设计洪峰流量推求长春南楼站断面处洪峰流量采用面积比拟法，公式如下：

Q南=（F南/F德、农）n×（Q德+Q农）

式中：Q南—长春南楼站处洪峰流量；Q德—德惠水文站断面以上洪峰流量1150m3/s；Q农—农安水文站断面以上洪峰流量536m3/s；F农、靠—德惠及农安站断面以上流域面积之和14081km2；F南—长春南楼站断面以上流域面积16000km2；n—面积指数，为2/3；通过计算长春南楼站断面处50年一遇洪峰流量为1836m3/s。

3.2.3 长春南楼站断面洪峰流量相应洪水水位推求根据2010年9月17～20日实测地形图绘制长春南楼站处大断面，高程采用靠山屯水位站水准点高程引测成果，水位流量关系曲线利用曼宁公式计算，

曼宁公式为明渠道流量或速度经验公式。其中，v是速度；k是转换常数，国际单位制中值为1；n是曼宁系数，是综合反映管渠壁面粗糙情况对水流影响的一个系数。其值一般由实验数据测得，使用时可查表选用。R是水力半径，是流体截面积与湿周长的比值，湿周长指流体与固壁接触的周长，不包括与空气接触的周长部分；S指明渠的坡度

3.2.4 长春南楼站断面水位流量关系曲线合理性分析

3.2.

4.1 中低水合理性分析2010年9月17日，使用目前最为先进的流量测验设备-多普勒流速剖面仪（ADCP）进行了流量实测，由实测结果可知，9月17日流量测验结果为96.84m3/s，测时水位为150.82m，通过图3-1水位流量关系曲线查得的值为97.3m3/s，偏差0.50%，满足流量整编规范要求。

3.2.

4.2 高水合理性分析根据2010年7月20日至8月8月22日靠山屯水位站观测数据，受上游降雨及石头口门水库、新立城水库泄洪影响，7月26日水位开始上涨，8月4日8时水位出现峰值，最高水位为153.42m，经对德惠水文站、农安水文站洪峰流量传播时间及

流量分析，饮马河德惠水文站洪峰流量为660m3/s，伊通河农安水文站流量为182m3/s，二者之和为842m3/s。通过对工程点洪痕的测量，洪痕处高程为153.107m，发生时间为8月4日，曲线查得流量为850m3/s，基本与计算的流量相吻合。通过对长春南楼站断面处不同水位级水位流量关系分析，水位流量关系曲线是合理可靠的，可以作为推算洪水水位的依据。

3.2.5 长春南楼站断面50年一遇洪水水位推求根据“长春南楼站断面处水位流量关系曲线”可知，长春南楼站处50年一遇洪峰流量1836m3/s时相应水位为15

4.457m，长春南楼站东北角处高程在152.006m，低于饮马河50年一遇洪水位2.451m。

3.2.6 第二松花江对饮马河水位影响分析由于工程地点距离饮马河入第二松花江河口距离较近，地处平原区，河流比降小，当第二松花江发生洪水时，由于受第二松花江顶托影响，水位抬高，流速变小，水位流量关系发生变化，实际洪水水位高于设计水位。

4 结语

经对长春南楼站选址处现场勘察、实地测量及水文分析计算，结论如下：(1)该项目地址位于吉林省农安县靠山镇，东距饮马河中泓100m左右；(2)选址处东北角海拔高程为152.006m；(3)饮马河50年一遇最高洪水高程为154.457m；(4)选址处地面高程低于洪水高程