榆林地区设计洪水计算方法探讨

榆林地区地处黄河中游多沙粗沙集中来源区,是黄河流域水土流失的重点治理区,随着经济的发展和环境建设的持续推进,近年来各种水利工程、防洪工程建设日益增多,在设计洪水计算时通常采用《榆林地区实用水文手册》中提供的4种方法。由于不同方法的计算结果存在较大差异,因此依据绥德县桥沟流域1994.08.04洪水的实测资料,对4种计算方法的结果进行验证,并以孤山川沙梁二道沟坝为例进行应用验证,得出采用1/3推理公式法进行设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线计算较为合理的结论。     

辽宁省无资料地区暴雨洪峰流量简化计算

《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》（简称水文手册）1998年出版。辽宁省水文水资源勘探局做了大量的资料收集和整理工作，同时对暴雨洪峰公式作了相应的推导和一定程序的简化计算工作。但由于《水文手册》计算过程中还要查阅多种图表，特别是对小流域设计洪峰流量，计算过程中更显繁琐。笔者通过多年工作经验，对中、小流域暴雨洪峰流量公式试作进一步的简化，供规划、设计技术人员参考。     

现行淤地坝设计洪水计算方法的适用性对比分析

[目的] 洪水是导致淤地坝水毁最根本的原因,深入探讨淤地坝设计中洪水分析计算方法,以期对其发展提供有益参考。[方法] 梳理现行淤地坝设计洪水计算方法,对比分析各种方法的适用特点。对理论性较强的推理公式法在淤地坝设计洪水计算中的适用性进行分析,总结其各类参数的物理意义,提出其运用要点。选取典型算例,研究比较各方法的计算特点及适用性。[结果] 洪水调查法可靠可行但受洪水资料条件限制,经验公式精度和应用具有地区局限性,两种方法均不宜较大范围应用;推理公式法具有一定理论基础和计算精度,且简单实用,具体运用中应注意淤地坝处于特小流域的特点,在计算流域特征值L和J时应判明最远流程中的坡面部分,在计算暴雨递减指数n时应选取由10—60 min的点暴雨n₁值,产汇流参数中μ偏大,m偏小,应在合理范围内相应的倾斜取值。[结论] 推理公式法应当作为淤地坝设计洪水分析计算中的首选方法,需关注淤地坝处于特小流域的特点,把握应用推理公式法的运用要点。     

贵州省坡面沟道断面设计与洪水计算中存在的问题及分析

在水土保持工程坡面水系沟道断面设计中计算洪水时由于采用不同的公式,或同一公式应用不同的参数,导致结果差别较大。根据贵州省水土保持工程的特点与实际,提出坡面水系工程沟道断面设计中洪水计算的两种方法:较大面积的修正推理公式法和较小流域雨洪计算公式法,以及一些常见的注意事项,供设计参考。     

库区型弃渣场洪水影响分析及水土保持措施设计

基于弃渣场水土保持措施设计的一般原则,针对库区型弃渣场从施工到运行阶段可能遭遇的洪水类型,按照弃渣场等级、拦渣工程等级、水库导流建筑物级别等确定的设计洪水标准,采用小流域暴雨洪水推理公式、河道恒定流水面线、水库水量平衡方程等方法,计算弃渣场截(排)水沟的设计流量、设计洪水位,布设不同结构的截排水沟,不同高度的挡渣墙,不同类型和高度的边坡防护,形成有针对性的水土保持措施体系。     

佳芦河流域特大暴雨洪水对下垫面治理的响应

根据实测水文资料,从下垫面治理入手,对佳芦河流域“2012-7-27”暴雨洪水进行了实地调查和成因分析。采用回归分析方法分析了流域洪水泥沙关系和汛期降雨产流关系及其变化,采用“指标法”计算了流域水土保持措施减洪减沙量,并分析了水土保持措施减沙能力和植被措施对流域洪水泥沙的削减作用。结果表明:（1）“2012-7-27”暴雨的雨量、雨强和笼罩面积都很大,但洪峰流量、最大含沙量、洪水量和洪水输沙量却明显减小;流域汛期降雨产流关系具有明显的分区特征,以场次洪水对应的面平均雨量为参数,可以分为暴雨区、大雨区和一般降雨区等3个区。（2）流域水土保持措施削洪减沙作用十分明显。“2012-7-27”暴雨中水土保持措施减洪减沙效益分别达到26.8%和38.3%,其中坝地减洪减沙所占比例最大,分别为71.0%和51.9%,林草等植被措施（包括封禁治理）减洪减沙所占比例其次,梯田减洪减沙所占比例位居第三。（3）植被措施对流域洪水泥沙削减作用显著,但梯田、林地减沙能力均未达到其最大减沙能力,抵御暴雨洪水的空间仍然很大,草地减沙能力约为其最大减沙能力的1.8倍,需要继续加大植被措施建设力度。同时,在流域治理中要继续加大治沟骨干工程建设力度,大力实施“坡改梯”工程。     

基于HEC-HMS的青狮潭水库入库洪水预报研究

[目的]构建青狮潭水库入库洪水预报模型,为实际预报业务提供参考,也可以为桂林市上游地区无资料地区水文气象规律研究提供支撑。[方法]HEC-HMS是一个包含多个产汇流模型的水文模型系统,适用于不同地区的水文问题分析和计算,广泛运用于洪水预报、防灾减灾等方面。利用该模型对桂林市青狮潭水库上游流域进行水文建模,模拟流域发生暴雨时青狮潭水库的入库洪水过程,以此作为研究洪水预报依据。[结果]通过研究发现HEC-HMS模型模拟的结果平均确定性系数达到0.88,洪峰流量和峰现时间误差均达到乙级预报标准。[结论]HEC-HMS模型在青狮潭流域适用性较好,可以用于青狮潭水库入库洪水预报。     

无资料地区设计洪水合理性分析

石桥子电站闸址位于河干流上 ,因当地缺乏实测径流资料 ,其洪水设计按无资料地区设计洪水规范设计。通过对河及其邻近流域实测水文、降雨资料的系统全面地分析论证 ,对历史洪水进行了详尽的分析 ,利用地区综合关系进行参数平衡、合理性分析 ,论证结果为 :设计洪水采用梨树沟设计洪水面积比的一次方计算、洪峰按面积比的 2 3次方推求。经检验 :设计成果与东部地区径流深等值线图的规律吻合 ;CV 与全省CV 值分布一致 ,参数合理 ,经过历史洪水点据复核 ,表明本次成果可以采用     

临县庞庞塔沟“20130811”特大暴雨洪水分析

2013年8月11日,临县庞庞塔沟遭受高强度、短历时、局部性暴雨袭击,调查降雨量高达76.7 mm,主要集中在14:40至15:20时段,造成局部洪灾。根据临近雨量站实测或调查水文资料,对本次的暴雨、洪水进行了分析,其洪水重现期为50年一遇到100年一遇之间。为了防止洪水灾害损失,建议在增强人们防洪意识的同时,在行洪河道与沟边地基松软处尽量不要建房或搭临时工棚。     

基于层次分析法的坝系工程除险加固防洪标准与洪水组合探讨

淤地坝建设是黄河流域生态保护和高质量发展的一项重要治理工程,病险淤地坝除险加固是保障淤地坝安全运行、推进黄河流域高质量发展的一项主要措施。如何科学合理地确定各坝的防洪标准,做好洪水组合计算,是坝系工程除险加固设计时需要解决的关键技术问题。基于层次分析法相关理论,以山西临县万安沟小流域坝系工程为例,将坝系内大中型淤地坝划分为若干层次,构建层次结构模型,从而直观、快捷地分析流域内各坝的分布特征及上下游坝间的相关性,并在此基础上确定各坝的防洪标准、洪水组合和水文计算方法,为坝系工程除险加固设计提供理论支撑。     

辽宁省无资料地区设计暴雨洪水计算方法的研究

针对辽宁省气候及流域特征 ,在认真总结前期工作经验的基础上 ,分析 4 2 917站年暴雨洪水资料 ,应用水动力学原理 ,考证了特大暴雨的重现期 ,增加了超短历时 (最大 10min)暴雨等值线图及 10min～ 1h的暴雨衰减指数nop等参数 ,分析出辽宁省中、东、西部地区产流特点 ,提出适应不同地区的产流模型 ;采用综合经验单位线与瞬时单位线相结合的途径 ,建立单位线要素与水文、地理因子间的关系 ,提出了具有辽宁特点的中小河流 (无资料地区 )设计暴雨洪水计算方法     

泾河中游现代洪水痕迹调查对实测洪水的校核

通过对泾河流域实地调查,在泾河中游景村水文站上下游发现了3处非常明显的4次洪水痕迹.结合实地走访,资料查阅等,准确确定了4次洪痕的对应年代,并通过弯道超高水位的计算,以及水位一流量关系和比降法模型模拟,推算出了这4次洪痕对应的流量,与实测洪水资料相比较,流量基本接近,误差分别在1.42%～4021%和~2.13%～3.16%之间.研究表明,为了提高水文测量的精度,可以借助河岸遗留的洪水痕迹校核实测洪峰流量,同时也可为历史洪水调查和缺乏水文观测站数据的流域以洪痕推算特大洪峰流量提供科学的依据.     

基于历史洪水的工程洪水设计与计算分析

洪水设计值的确定不仅在确定水利工程建设规模中起到相当大作用,而且还在制定运行管理策略中作为参考之一,洪水量值的计算逐渐成为水库防洪治理的关键。基于历史洪水量值的计算,结合工程实际情况,对历史洪水量值进行归纳分析,通过引进设计参数指标Cv和Cs,设计了小凌河流域洪水量值,并进行了分析验证。通过研究可知,基于历史洪水量值确定设计洪水量值的方法和结果能够解决小凌河流域洪水峰值的确定问题,对同类工程的施工洪水值设计和确定提供参考。     

沟塘组合除涝工程设计方法与应用

鉴于极端降雨事件增加和流域下垫面改变抬高排涝模数对传统沟道除涝工程形成挑战,该文结合塘堰滞涝功能提出了沟塘组合除涝工程技术及其设计方法。基于水文资料缺乏小流域的涝水形成规律,离散设计暴雨历时并假设离散时段内流量过程线符合三角形分布下,采用改进SCS模型和小流域汇流方程推求涝水流量过程线;采用水位-容积关系和堰流公式进行质量平衡演算设计塘堰工程规格。在淮北平原低洼区的农沟和斗沟尺度上组合堰宽分别为0.6和2 m的塘堰工程发现,3、5和10年一遇24 h设计暴雨下涝水流量峰值减少了25%以上,延迟了0.5~1 h,3或5年一遇设计暴雨除涝能力排水沟的除涝标准可分别提高到5或10年一遇。沟塘组合除涝工程为缓解排区和下游区域洪涝压力提供可选方案。     

普通城门洞形隧洞正常水深的直接计算方法

普通城门洞形过水断面是泄洪隧洞和灌溉引水隧洞较常采用的断面形式之一,其水力计算中的正常水深求解无显函数形式的表达公式。传统的试算法或查图法不仅计算过程繁琐,而且计算精度不高。该文通过对城门洞形断面均匀流方程进行数学变换,并对引入的无量纲参数与相对正常水深的关系进行分析及计算,应用逐步优化拟合原理进行拟合,得到了普通城门洞形断面均匀流水深的直接计算表达式。实例计算及误差分析表明：在工程实用范围内（正常水深与拱顶半径之比在0.20到1.55之间）,直接计算公式最大相对误差不超过0.24%。且该式具有物理概念清晰明确、公式形式简捷等优点,可为工程设计及水工设计手册的编制提供有益的参考。     

汉江上游郧县庹家洲河段全新世古洪水研究

通过对汉江上游的实地调查,在湖北省郧县庹家洲段发现了含有4期古洪水滞流沉积层的典型全新世黄土-古土壤剖面。结合野外观察和室内粒度、磁化率和烧失量等指标的测定,判定为典型的古洪水滞流沉积物(SWD),记录了汉江上游4期古洪水事件。通过地层对比、OSL断代等方法,确定这4期古洪水事件分别发生在12 600-12 400aB.P.,4 200-4 000aB.P.,3 200-2 800aB.P.和东汉时期1 900-1 800aB.P.。然后利用沉积学和水文学原理恢复了洪峰水位,并选择合适的水文参数,采用比降法水文模型推算出了这4期特大古洪水洪峰流量。同时,根据相同的方法,推算了剖面附近1983,2005和2010年洪痕对应的洪峰流量,与实测流量相比,误差在1.99%~4.21%,说明计算古洪水洪峰流量的水文参数选择与计算结果是合理的,而且古洪水洪峰流量计算结果也符合洪峰流量与流域面积关系。     

流域森林覆被变化对多峰暴雨洪水过程的影响

 以晋江西溪流域为研究区,基于HEC-HMS水文模型,建立研究区暴雨洪水模型;通过对流域内的森林覆被变化的情景假定,并选取典型的多峰洪水过程,探讨森林覆被增加对不同频率多峰暴雨洪水过程的影响。结果表明:对于多峰暴雨洪水过程,森林覆被的增加会造成流域出口处的洪峰流量及洪量减小,且随着暴雨强度的增强,变化幅度呈现减小的趋势;同时,对多峰暴雨产生的不同洪峰的影响存在一定差异,随着降雨过程的持续增强,对洪峰的影响程度逐渐减弱。     

四川某电站库区泥石流流量的计算方法研究

泥石流流量是泥石流防治工程设计的基本参数,对泥石流危害性的评价研究具有重要意义。结合四川某电站库区一典型泥石流沟的泥石流流量进行研究,采用有压管水力计算公式和洪水计算手册推荐的洪水流量计算公式分别对该泥石流沟上下两个清水动力区的洪水流量进行计算。然后根据雨洪修正法和泥痕调查法对该沟的泥石流流量进行研究,研究结果与实际情况较为吻合。     

马蹄形过水断面临界水深的直接计算法

马蹄形过水断面是无压隧洞较常采用的断面形式之一,水力计算中临界水深的求解无显函数公式,传统的试算法或查图法不仅计算过程繁琐复杂,而且计算精度不高。该文通过对马蹄形断面临界流方程的数学变换,并对本文引入的无量纲参数与相对临界水深的关系分析及数值计算,应用逐步优化拟合原理,得到标准Ⅰ、Ⅱ型马蹄形断面临界水深的直接计算式。实例计算及误差分析表明：在工程实用范围内该公式最大相对误差仅为0.8%,且该式物理概念清晰明确、公式形式简捷,为工程设计及水工设计手册的编制提供有益的参考。     

陕北子洲县“7·26”特大暴雨引发的小流域土壤侵蚀调查

[目的]2017年7月25日20时到26日8时陕北榆林地区突降了一场特大暴雨,造成了严重的洪水灾害与经济损失。通过考察该次暴雨造成的土壤侵蚀危害,旨在为今后该区水土流失治理及暴雨灾害的防御提供依据。[方法]于2017年8月2—6日赴暴雨受灾区子洲县,选取了清水沟、马家沟、蛇家沟3个典型小流域作为重点调查区域,对该次暴雨下流域内坡耕地、退耕林草地、梯田、填沟造地、淤地坝、道路等的土壤侵蚀特征进行了调查与分析。[结果]在"7·26"特大暴雨洪水下,坡耕地细沟发育明显,甚至产生小切沟;而2000年退耕的林地和自然恢复草地以面蚀为主,无明显细沟产生;新修梯田连接两阶田面的道路及承接路面来水的田面冲毁严重,田埂部分区段被冲开,田坎发生塌落;在削坡填沟造地区域,不仅农作物和坝体遭到严重破坏,而且残蚀了田旁新修道路,切割裸露沟壁多处发生土体塌落;淤地坝或轻或重都存在损毁与隐患,但在该次暴雨中滞洪拦沙作用明显。同时,在调查中发现该区陡坡耕种现象依然存在,小流域蓄排水系统缺乏,部分水土保持工程管理与维护不到位,经济发展水平低,农民水土保持意识淡薄。[结论]"7·26"特大暴雨洪水造成的土壤侵蚀依然很严重,而退耕林草地的土壤侵蚀轻微,证明水土保持工作在该区依然十分重要。在生态环境脆弱的陕北黄土高原地区,应该继续加强环境保护措施,加大水土保持治理力度,特别是陡坡退耕。同时,专业设计并实施小流域蓄水、引水、排水网络系统十分必要。