5设计洪水位推算

5.2芡河厂区段设计洪水位

5.2.1 设计暴雨推求

限于芡河流域没有实测水文长系列资料，本专题采用间接法分析其设计洪水位。拟选厂址附近有顺河集雨量站，具有1951-2010年降水量实测资料系列。本次计算主要依据《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-93)，采用顺河集站最大24h雨量资料，进行暴雨频率分析计算，推求100年一遇暴雨。

对顺河集站历年年最大3d降水量系列进行频率计算，选用P-Ⅲ型曲线进行适线，得厂址附近100年一遇最大3d设计暴雨为316.5mm。成果见表5-1。

表5-1 厂址附近100年一遇暴雨设计值统计表

选择雨强大，雨峰偏后，对地区防洪不利的2010年6月7日~9日的一场暴雨作为典型暴雨，对设计暴雨进行时程分配时采用同倍比放大法对典型暴雨进行放大，用以推求设计净雨过程和设计洪水过程。放大后100年一遇设计暴雨成果见表5-2。

表5-2 按典型暴雨放大的100年一遇设计暴雨过程（3d）

5.2.2 设计洪水分析

一、降雨径流关系

该计算区域缺乏实测径流资料，芡河流域涉及的计算区域在安徽省境内，地处蒙城、利辛、怀远一带，降雨径流关系根据“70年北京水文对口成果”并参照“安徽省淮北地区除涝水文计算办法” ，即采用a 分区的降雨径流关系1号线。前期影响雨量Pa=∑PKt ，参数Imax=100mm 、K=0.9。设计采用的次降雨径流关系见表5-3。

表5-3 设计采用的次降雨径流关系

计算Pa 值按“70年北京对口成果” 中的采用值：前期影响降雨量为50mm ，100年一遇最大3d( P+Pa)为366.5mm ，将1号线外延推得100年一遇最大3d 设计净雨量261.5mm 。100年一遇最大3d 设计分时段净雨量及分配见表5-4。

表5-4 最大3d 设计时段净雨量及分配 单位：mm

二、综合瞬时单位线推求 （1）设计洪水计算方法

厂址区域芡河设计洪水采用综合瞬时单位线法进行计算， 瞬时单位线的数学表达式为：

(1)

式中 ()n Γ —— n 的伽玛函数； n —— 相当于调节次数；

k

t n e K

t

n K t u /1)()(1),0(--Γ=

K —— 相当于流域汇流时间的参数；

e —— 自然对数的底数，值取e = 2.71828。

（2）计算参数推求

在实际综合分析过程中，并不是直接对n 、k 进行综合，习惯采用参数 )(1nK m i =。

将参数101=i m 、K 分别对流域特征值F （面积）、S F （流域面积坡度，dm/km 2）、S L （河道干流平均坡度，‱）等建立经验关系。经验公式的形式如下：

226.015.0101)(12-==F L i S S F m (2)

516.0101232

.0)(2=-=i L

m S K (3)

应用时，首先用设计流域的流域特征值F 、S F 、S L 等代入经验公式，算出参数101=i m 和K （或查《安徽省水文手册》1975年月10月），图六—1得），然后算出最大12小时平均净雨强度i ，由101=i m 和i 查图六—2得i m 1，用公式 )(1nK m i =，求出n ，最后查S （t/k,n ）曲线表，推得时段单位线，根据时段单位线u(T ，t)及各时段净雨量，按单位线迭加原理计算得到设计洪水过程线。计算中芡河河口至吕望闸的流域面积为550km 2，河长为61km 。经综合分析，设计洪水推求计算参数见表5-5。

表5-5 设计洪水推求计算参数成果表

三、 设计洪峰流量推求

通过对芡河区域设计净雨计算，该区域100年一遇最大3d 设计净雨量为261.5mm ，根据最大3d 设计时段净雨，用综合瞬时单位线

推求出100年一遇的设计洪水过程，推求得最大洪峰流量为584m3/s。

5.2.3 厂址附近芡河洪水位分析

根据实测断面资料采用能量方程进行推求。当芡河流域发生100年一遇洪水时，利用茨淮新河芡河河口100年一遇洪水位（23.92m）向上游反推芡河100年一遇洪水位，公式为：

Z1+αv21/2g =Z2+αv22/2g－h f（4）

其中：h f = v22×L/（C2×R）（5）

C = (1/n)R1/6（6）

式中：Z1、Z2 ——下游和上游断面的水位，Z1取24.43m，Z2待求；

α——动能修正系数，本次调算取1；

v1、v2 ——下游和上游断面的平均流速；

g ——重力加速度；

h f——沿程水头损失；

L ——上下断面间的距离，为已知量；

C ——谢才系数；

R ——水力半径；

n ——糙率，取0.028。

经调算，厂址附近芡河断面100年一遇归槽洪水位为24.72m。本次调算过程中忽略了局部水头损失。

厂址附近芡河堤防高程为24.70m，河道水位超过24.70m后，芡河堤防破，如果在蒙城电厂工程附近河段发生上述不利情况，芡河右岸破堤洪水必先灌满集水计算区域。考虑壅水的影响，估算厂址附近芡河100年一遇最高洪水位为24.71m。