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围底河_09_9_暴雨洪水调查分析_黄永雄
57. 6 2. 2 3. 8 9. 2
1 060 229 1 310 1 520
注: 采用水力学曼宁公式计算洪峰流量误差大。
3. 1. 2 洪峰流量的合理性检查 主要采用时段单位线法和水量平衡分析法验证围
底河洪峰流量的合理性。 1) 时段单位线法[6 - 9] 围底河集水区域位于《广东省暴雨径流查算图表》
围底河是属于罗定江的一级支流,并且围底河华石
可以看出,各河段推算的流量基本合理。
河段( 干流控制断面) 与罗定江控制站官良水文站距离
通过 上 述 2 种 方 法 的 分 析 检 验,认 为 围 底 河 “09. 9”洪水的洪峰流量 1 520m3 / s 是合理的,因此可以 确定围底河“09. 9”洪水的洪峰流量为 1 520m3 / s。
调整后 qi / ( m3 ·s - 1 )
1. 19
0
15
0
0
0. 95
0. 02
12
0. 45
0. 90
0. 71
0. 15
9
2. 68
2. 68
0. 48
0. 28
6
5. 09
4. 89
0. 24
0. 52
3
9. 32
7. 38
0
0. 75
0
13. 62
8. 32
0. 24
0. 60
3
10. 78
式中 Qs 为比降 - 面积法测算的流量,m3 / s; Au,AL 分
别为 上、 下 比 降 水 道 断 面 面 积,m2 ; g 为 重 力 加
速度,m / s2 ; Ls 为上、下比降断面间距,m; S 为水面比降;
图 3 洪峰流量推算的河段示意
3. 1. 1 流量的推算 在各个河段选择 2 个控制较好的断面作为上、下比
比较近,所以围底河“09. 9”洪水总量的计算以官良站 作参证站,采用官良站“09. 9”洪水所算得的径流系数 进行计算。雨量站点采用围底河流域及附近的合水口、
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200m3 / s,扣除山垌水库削减洪峰 108m3 / s,得围底河用 时段单位线法推求流量断面处的洪峰流量为 1 630m3 / s。
表 2 围底河无因次单位线和调整前、后时段单位线成果
无因次综合单位线 Ui - Xi
时段单线 qi - ti
Xi
Ui
ti
调整前 qi / ( m3 ·s - 1 )
前言 2009 年 9 月 15 日第 15 号台风 “巨爵” 在广东台
山登陆后,受其环流及残留云系、强盛的西南季风和 越赤道气流以及围底河流域特殊地形的混合影响,罗 定江流域普降暴雨到大暴雨、局部特大暴雨,暴雨致 使围 底 河 遭 遇 了 百 年 一 遇 的 洪 水 ( 简 称 围 底 河 “09. 9” 暴 雨 洪 水 ) 。 本 文 通 过 调 查 和 收 集 围 底 河 “09. 9” 暴雨洪水资料,分析洪水洪峰流量以及论证 其量级、重现期,形成科学的水文数据资料,有助于 掌握和了解该流域暴雨、洪水形成条件和变化规律, 为防洪减灾工作提供依据。 1 流域概况[1]
围底河是罗定江的一级支流,发源于广东省信宜市 的双洞,流经信宜和罗定市,于郁南县河口镇( 官良水 文站上游约 2km 处) 汇入罗定江( 见图 1) 。流域位于 东经 111°31' ~ 111°51'、北纬 22°24' ~ 22°50'之间,面积 为 824km2 ,主河 长 为 85km,河 床 平 均 坡 降 为 1. 82‰。 围底河主要由主流和支流船步河组成,于罗定市船步镇 汇合后为围底河干流,主流上游信宜境段称思贺河,罗
第8 期 2011 年 8 月
广东水利水电 GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWER
No. 8 Aug. 2011
围底河“09. 9”暴雨洪水调查分析
黄永雄
( 广东省水文局肇庆水文分局,广东 肇庆 526060)
摘 要:通过调查和收集围底河“09. 9”暴雨洪水资料,采用比降面积法、水力学曼宁公式法推算其洪峰流量以及采用时段 单位线法和径流系数法推算洪水总量,并进一步分析、论证其量级、重现期,形成科学的水文数据资料,有助于掌握和了解 该流域暴雨、洪水形成条件和变化规律,为防洪减灾工作提供依据。 关键词:暴雨洪水; 调查分析; 围底河 中图分类号:P331. 1 文献标识码:B 文章编号:1008 - 0112(2011)08 - 0064 - 04
2) 水量平衡分析法 通过对围底河从上游支流、干流各河段洪峰流量的
2011 年 8 月 第 8 期
黄永雄:围底河“09. 9”暴雨洪水调查分析
No. 8 Aug. 2011
水量平衡分析,以检验各河段推算流量的合理性( 各断
2) 参照官良站径流系数法
面示意见图 3) 。其成果及水量平衡分析如表 3,从表 3
学曼宁公式法。
1) 比降 - 面积法原理
应用 1994 年版《河流流量测验规范》( GB 50179 -
93) 第 6、3、7 条,对于顺直河段,仅为断面沿程收缩或扩
散引起的恒定非均匀流时,可用下式计算流量:
槡 Qs =
K珔·S1 /2
1
-
(1
- 2
ξ) gL
s
αK珔2 (
1 A2u
-
1 A2L
)
( 1)
2) 水力学曼宁公式
采用水力学曼宁公式计算洪峰流量时,若在匀直河
段各个断面的过水面积变化不大时,可以忽略各断面流
速水头的变化,则可将水面比降代入曼宁公式计算:
Q = 1 FR2/3 I1/2 n
( 2)
式中 Q 为洪峰流量,m3 / s; F 为过水断面面积,m2 ; R
为水力半径,m; I 为水面比降; n 为河床糙率。
收稿日期:2011 - 04 - 25; 修回日期:2011 - 06 - 11 作者简介:黄永雄( 1972 - ) ,男,大专,工程师,主要从事水文测验和分析研究工作。
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黄永雄:围底河“09. 9”暴雨洪水调查分析
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暴量级以上,影响范围广,局部降雨强度大。流域的降 雨过程主要集中在 9 月 15 日 2 时至 17 日 2 时的 48h 内。场次降水总量等值线见图 2,从图上可看出整个降 雨过程的暴雨中心都在上游区域; 流域上游平均过程总 雨量为 401. 0mm,其中最大 24h 为山垌站的 402mm; 过 程累积降雨量大于 400mm 的雨区完全覆盖了围底河上 游区,笼罩面积达 270km2 ,约占流域面积的 32. 8% 。
另外,考虑本次洪水暴雨中心位于上游、流域调蓄 作用较大、水库削弱河道径流等因素的影响,适当将时 段单位线调整平缓后应用于洪水过程的推求。
无因次综合单位线 Ui ~ Xi、定时段单位线及调整 后单位线成果见表 2。
推算洪水过程时,流域时段降雨量采用泰森多边形 的方法求得,雨量站点采用围底河流域及其附近的合水 口、船步、山垌、山田、官良、罗定、罗定古榄、金鸡、桂垌 9 个站。下渗参数采用《广东省暴雨径流查算图集》的 《广 东 省 分 区 产 流 参 数 表 》中 的 相 应 数 据,f24 = 3. 72mm,f3d = 1. 95mm。
图 1 罗定江围底河流域示意
2 暴雨洪水成因 造成围底河发生“09. 9”特大暴雨洪水是第 15 号
台风“巨爵”登陆后,受其环流及残留云系、强盛的西南 季风和越赤道气流、罗定的特殊地形混合影响的结果。 2009 年 9 月 15 日 7 时台风“巨爵”在广东台山登陆后, 其中心在粤境内长达 7 个多小时,强度维持在强热带风
河段名称
河段 糙率
Q比降 - 面积 /( m3·s - 1)
Q曼宁公式 /( m3·s - 1)
误差 洪峰流量 / % /( m3·s - 1)
沙河
0. 070
船步河
0. 032
干流船步河段 0. 054
干流河华石河段 0. 054
1 060 229 1 310 1 520
1 750 224 1 260 1 660
根据围底河集水区内及附近各雨量站的实测雨量 资料,采 用 时 段 单 位 线 推 算 出 围 底 河 的 洪 峰 流 量 为 1 740m3 / s。由于围底河集水区内有一中型水库———山 垌水库,根据“09. 9”暴雨洪水期间山垌水库的调度情 况,入 库 洪 峰 流 量 为 308m3 / s,水 库 最 大 溢 洪 量 为
0. 54
3. 81
0. 02
48
0. 34
0. 45
4. 05
0. 01
51
0. 25
0. 36
4. 28
0. 01
54
0. 17
0. 27
4. 52
0. 05
57
0. 09
0. 16
4. 76
0. 01
60
0. 04
0. 10
5. 00
0
63
0
0
用时段单位线法计算的洪峰流量 Qm = 1 630m3 / s, 与比降—面积法算得的洪峰流量为 1 520m3 / s 相比较, 误差为 7. 2% ,与曼宁公式法算得的洪峰流量1 660m3 / s 相比较,误差为 - 1. 8% 。
降断面,通过对上、下断面的洪痕点进行调查并测定断 面及洪痕点高程( 假定基面高程) ,根据《广东省河流滩 地糙率综合表》和《广东省河流( 主槽) 高水糙率综合 表》的有关规定和该河段的实际情况确定河段的糙率, 分别采用比降面积法和水力学曼宁公式法计算洪峰流
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