黄河流域水文计算

1 设计洪水计算

1.1 流域特征值量算

流域特征值量算与流域产流、汇流等的确定是设计洪水计算得基础，流域特征值包括流域面积、河长、河道纵比降等。

1、流域特征值量算

根据1:10000地形图，勾绘流域分水线，并量算流域面积、河长及河道纵比降，量算结果见表1。

表1 流域特征值量算成果表

2.设计洪水计算

吴堡水文站1935年6月国民政府黄河水利委员会设立，抗战爆发，于1937年10月停测，新中国成立后1951年9月下迁3.3km恢复观测至今，测站位置为陕西省吴堡县柏树坪树村，东径111°43′北纬37°27′，流域面积433514km2，距河口距离1544km，属于黄河中游水文水资源局管辖。为一类精度流量、泥沙站、国家基本水文站、黄河重要控制站、国家重点水情报汛站。主要的观测任务有：水位、流量、泥沙、输沙率、颗分、降水、冰凌、水温、气温、比降、水文调查、水质监测、水情报汛、洪水预报等。本站的洪水主要来源于黄河干流和支流窟野河、孤山川、皇甫川，洪水时主流稳定，呈涨冲落淤型。本站调查最大洪水Q=32000m3/s，设站以来最大洪水Q=240000m3/s，实测最

大含沙量888kg/m 3(1970.8.2)。断面布设浮标测流断面间距320m ，比降断面间距300m ，基线长度为160m 。

从吴堡水文站收集1952~2008年的洪峰流量资料中计算统计参数成果见下

表2，设计流量见表3：

经实地考察，吴堡水文站控制流域面积433514km 2，吴堡水文站距离该工程

一级泵站约15.87km ，积水面积405084.8km 2。考虑距离较近，控制流域面积较相近，下垫面条件相近，于是选用了陕西吴堡水文站作为参证站，借助吴堡水文站实测资料希望寻找到满意的设计洪峰流量。

该工程所在断面的洪峰流量采用山西省水利厅2011年3月新编制的《山西

省水文计算手册》水文比拟法来估算。计算公式如下：

参设,s ,p p A Q K K Q =

其中：ββ-1-1参设

参设

A N A N A A A K = ， 参设p s S S K p =

设,p Q —— 设计流域的设计洪峰流量，m 3/s ；

参,p Q ——参证流域的设计洪峰流量，m 3/s ；

A K ——面积比拟系数；

s K ——雨力比拟系数；

参

p S ， 设p S ——分别为参证流域和设计流域的定点设计雨力的面平均值，mm/h ；

N1、β为经验参数，N1=0.92，β=0.050。

由参证站实测资料，根据以上计算可以得出不同频率条件下设计洪峰流量，见表4。

表4 不同设计频率洪峰流量表

频率p（%）0.01 0.1 0.2 0.33 0.5 1 2 3.33 5 10 设计洪峰流量(m3/s）58732 43591 39058 35779 33175 28739 24303 21699 18516 14273

不同频率下设计洪峰流量图：

1.2.特征水位

采用曼宁公式法：

=

Qω

Rj

C

式中：ω—过水断面面积；

J—河道纵坡比降，取天然河道水面比降；

R—水力半径；

C —谢才系数，C=R n

611。 计算并点绘各设计断面水位及流量关系曲线图，详见各断面水位流量关系曲线图。根据各断面设计或校核洪峰流量查相应水位流量关系，求得相应设计或校核洪水位。

实地观察和结合吴堡水文站资料分析，糙率n 取0.023，水面比降j 取值为

1.23‰。断面面积折算成矩形面积计算，水面宽度根据1：10000的地形比例图取b 为196~215m ，这里取均值为205.5m 。参数见表5

表5 断面参数

利用以上数值，带入曼宁公式计算，计算结果见表6.

一级泵站所在断面根据1：10000的地形比例图查的，断面水位为655.0m 。 根据《防洪标准》（GB50201-94），泵站厂房的设计洪水标准为30年，校核洪水标准为100年。经分析后确定该泵站厂房30年一遇设计洪水位为668.35m ，100年一遇校核洪水位为670.94m 。