摘要:該文介紹了洛湛線圭江沿江段黃泥河河口、高車河河口設計洪水位的分析計算過程,可供類似工程參考。
關鍵詞:洛湛線 圭江 沿江水文
中圖分類號:P64 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)04(a)-0000-00
洛(陽)湛(江)線DYK530+800~DYK537+000段在廣西北流市圭江(北流河)左岸與河流逆向行進,段內嶺腳村特大橋、沙浪特大橋、民樂河特大橋分別跨越黃泥河、山圍河、民樂河三條河流,山圍河、民樂河匯合后又稱高車河,黃泥河、高車河均匯入圭江(見圖1),受圭江倒灌影響,因此進行圭江沿江水文工點水文分析及計算,推算出各河流匯入圭江河口處的設計洪水位,用于推算以上3座橋梁的倒灌水位。
1 流域概況
北流河位于廣西東南部,是珠江流域西江水系的一條一級支流,在容縣縣城以上稱為北流河,下游稱繡江,北流市境內河段稱為圭江。圭江是北流市境內最大的河流,流域控制集雨面積1646.9 km2。
山圍河、民樂河均為圭江的主要支流。山圍河發(fā)源于大容山的蔡扇嶺,流域面積為79.6km2,在大里村匯入高車河;民樂河發(fā)源于大容山的望軍山,至出口流域面積261.3 km2,在大里村與山圍河匯合后又稱高車河。高車河在北流市民安鎮(zhèn)大車堡村自左側匯入圭江。
本工點上游約10.5km有北流圭江水利樞紐,控制集雨面積1108km2,上游約43km有圭江石碗嘴水文站,控制集雨面積273km2;下游約27km有繡江容縣水文站,控制集雨面積2831km2。本工點Ⅰ-Ⅰ水文斷面控制集雨面積為1444.15km2。
2 水文勘測及分析計算
2.1 形態(tài)勘測法
本次水文勘測沿圭江大車堡村附近河段調查到1985、1995年兩個年代洪水位共27個,其中1985年洪水位點19個,1995年洪水位點8個。當?shù)鼐用駥?985年洪水印象深刻,且多處調查點均留有明顯水印或刻記,因此1985年洪水位是較可靠的。沿河段共實測一個水文斷面(Ⅰ-Ⅰ),沿河段共測量水面坡2.1km。
根據(jù)被調查者的年紀及洪水發(fā)生年代,在本工點河段,確定1985年洪水相當于50年一遇, 1995年洪水相當于20年一遇。利用可靠洪水位點及實測水面高程計算歷史洪水及測時水面坡:
i1985=0.0007289
i1995=0.0007649
i測時=0.0003025
根據(jù)以上水面坡進行水文三要素計算。Ⅰ-Ⅰ水文斷面位于高車河河口下游325m、黃泥河河口下游85m,按已計算的相應歷史洪水坡度推算得Ⅰ-Ⅰ水文斷面各年代洪水位高程為:
H1985=86.64m
H1995=85.60m
取邊灘糙率1/n=12、主槽糙率1/n=31,分別采用相應歷史洪水水面坡計算得Ⅰ-Ⅰ水文斷面處兩個洪水年代的相應流量為:
Q1985=3198.70m3/s
Q1995=2698.20m3/s
如前所述,各年代洪水重現(xiàn)期為T1985=50年,T1995=20年。
由Q50/Q20=Q1985/Q1995=1.19 查《橋渡水文》附表6—10得:CV=0.43。
與圭江水利樞紐Cv=0.45及容縣水文站Cv=0.5值較吻合,取CV=0.5。
由CV=0.5,T1=300,T2=50查《橋渡水文》附表6—11表得:XT1/T2=1.32
則 Q0.333%=1.32×3198.70=4222.28m3/s
由CV=0.5,T1=100,T2=50查《橋渡水文》附表6—11表得:XT1/T2=1.14
則 Q1%=1.14×3198.70=3646.52m3/s
Q2%= Q1985=3198.70m3/s
根據(jù)Q0.333%=4222.28m3/s 、Q1%=3646.52m3/s、Q2%=3198.70m3/s在點繪出的H~Q、H~V曲線求得Ⅰ-Ⅰ水文斷面三要素為:
Q0.333%=4222.28m3/s H0.333%=88.24m V0.333%=3.78m/s
Q1%=3646.52m3/s H1%=87.37m V1%=3.59m/s
Q2%=3198.70m3/s H2%=86.64m V2%=3.42m/s
2.2 流域面積比擬法
⑴圭江水利樞紐設計流量推算
本工點上游有圭江水利樞紐,控制集雨面積1108km2,廣西玉林市水電勘測設計院在其設計成果資料《廣西北流市城區(qū)防洪排澇規(guī)劃報告》中采用了三種方法來推算圭江水利樞紐壩址的設計流量:
?、俑鶕?jù)水文站或雨量站的最大24小時雨量推算
根據(jù)本流域附近的五個水文站或雨量站(石碗嘴水文站、容縣水文站、北流市氣象站及分水水庫雨量站)的最大24小時雨量,求得流域平均設計面雨量來計算各設計頻率流量,結果如下:
頻率P(%)12
設計流量Qp(m3/s)29912648
?、谝允胱焖恼居^測系列資料推算
以石碗嘴水文站1966~1990年觀測系列資料為參證,以石碗嘴水文站和圭江水利樞紐壩址之間集雨面積比之n(n=0.65)次方來推求圭江水利樞紐壩址處的各設計頻率設計流量,結果如下表:
頻率P(%)12
設計流量Qp(m3/s)27552433
?、劭紤]歷史大洪水資料推算
在以上第2種方法的基礎上加入歷史洪水資料,在1915~1990年共N=76年中有1915年第一大歷史洪水,并將1981年第二大洪水抽出來作為歷史洪水,來推求圭江水利樞紐壩址處各設計頻率流量,結果如下表:
頻率P(%)12
設計流量Qp(m3/s)27102393
經(jīng)比較可以看出,以上三種方法計算的設計洪流量結果相差不大,可以互為印證,說明所用的計算資料可靠,采用的計算方法正確,成果合理。本次水文分析,利用容縣水文站1952~1998年共47年洪峰流量觀測資料,抽出其中的1995年,加上1856、1915兩年調查歷史洪水洪峰流量作為特大洪水,其余觀測資料作為一般洪水,形成不連續(xù)系列進行分析得容縣水文站Cv=0.50,Cs=3.5Cv,與以上3種方法分析的Cv、Cs相一致,因此圭江水利樞紐壩址至容縣水文站河段可采z6Y1d3aVNF/yYZa4+nMAfpnrJqb04yYC34D/aGvkNEA=用Cv=0.50,Cs=3.5Cv。圭江水利樞紐壩址處各頻率設計流量采用如下表:
圭江水利樞紐壩址采用設計流量結果表
頻率P(%)12
設計流量Qp(m3/s)29912648
?、脾?Ⅰ水文斷面設計流量推算
利用以上圭江水利樞紐壩址處設計流量按流域面積比擬法推算本工點Ⅰ-Ⅰ水文斷面各頻率設計流量,結果如下表:
3 計算成果分析
?、?Ⅰ水文斷面控制匯水面積F=1444.15