楊利紅

（河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院，河北 石家莊 050021）

在灤河上建有4座大型水庫、9座中型水庫及多處小型水庫和塘壩，上游水庫調(diào)度調(diào)洪作用改變了下游設(shè)計斷面天然洪水的洪峰流量、時段洪量及洪水過程線形狀，從而改變了設(shè)計斷面洪水的概率分布。文中通過對灤河下游灤縣段洪水設(shè)計分析計算，闡述水庫群下游河道防洪設(shè)計洪水的計算方法。

1 洪水特性分析

灤河上建有多處水庫和塘壩，對灤河洪水起到了一定的調(diào)蓄作用。潘家口水庫、大黑汀水庫、桃林口水庫是灤河流域內(nèi)最主要的3座大型水利樞紐工程。潘家口水庫壩址位于遷西縣灑河橋鎮(zhèn)桃園村北，大黑汀水庫壩址在遷西縣境內(nèi)大黑汀村，大黑汀水庫位于潘家口水庫的下游，兩庫首尾相連，形成灤河梯級開發(fā)工程。桃林口水庫位于灤河支流青龍河上[1]。

潘家口水庫控制流域面積34240km2，占灤河流域山區(qū)面積的75%，總庫容29.3億m3，防洪庫容7.0億m3，設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇洪水，校核標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇洪水，是以供水為主，兼顧防洪、發(fā)電等綜合利用的大（Ⅰ）型水利樞紐工程。

大黑汀水庫為一座大（Ⅱ）型水庫，位于潘家口水庫下游30km的灤河干流上，水庫以上流域面積35580km2，占全流域總面積的79%，其中兩座水庫之間的區(qū)間面積為1340km2。大黑汀水庫是以蓄水興利為主的水庫，不承擔(dān)下游防洪任務(wù)，溢流壩泄洪能力很大，洪水期間不控泄。水庫總庫容為3.37億m3，設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水，校核標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇洪水[2]。

桃林口水庫位于河北省青龍縣二道河村附近的灤河支流青龍河上，控制流域面積5060km2，總庫容8.59億m3。桃林口水庫是以城市供水和灌溉為主的大（Ⅱ）型水利工程，水庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水，校核標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇洪水[3]。

2 設(shè)計洪水

灤河京山鐵路橋下游平原河段設(shè)計洪水以灤縣水文站為控制斷面。由于上游潘家口、大黑汀和桃林口3座大型水庫中僅有潘家口水庫承擔(dān)下游防洪任務(wù)，因此灤縣站的設(shè)計洪水組成按潘家口水庫以上和潘家口至灤縣區(qū)間兩個區(qū)域進(jìn)行分析[4]。在《灤河流域防洪規(guī)劃》（2006年，該成果已通過河北省人民政府批準(zhǔn)）中，對灤縣以上的主要控制站潘家口、灤縣、潘家口～灤縣區(qū)間洪水在《灤河流域補充規(guī)劃》（1985年）的基礎(chǔ)上，將系列延長至1997年進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核結(jié)果顯示各站特征參數(shù)均無大的變化，仍采用“補充規(guī)劃”中的設(shè)計洪水成果。由于1997年以來無大暴雨洪水發(fā)生，文中仍采用《灤河流域防洪規(guī)劃》中的成果。

2.1 主要控制站設(shè)計洪水

上游水庫用水調(diào)度和防洪調(diào)洪作用改變了下游設(shè)計斷面的天然洪水流量、時段洪量及洪水過程線。為了推求下游設(shè)計斷面設(shè)計洪水，可將實測洪水流量資料按水庫調(diào)度規(guī)則逐年進(jìn)行模擬調(diào)洪，推求出設(shè)計斷面的洪水過程線，從中統(tǒng)計出受水庫調(diào)洪影響的設(shè)計斷面洪水特征值系列。

灤縣灤河河段設(shè)計洪水以灤縣站為控制站。上游潘家口、大黑汀和桃林口3座大型水庫中僅有潘家口水庫承擔(dān)下游防洪任務(wù)，灤縣工程段及以上主要控制站潘家口、大黑汀、灤縣、桃林口的設(shè)計洪水以及潘家口～灤縣區(qū)間洪水的分析成果見表1[7]。

表1 灤河主要控制站洪水分析成果

2.2 灤縣站設(shè)計洪水

關(guān)于灤縣站設(shè)計洪水采用潘家口設(shè)計、還是潘灤區(qū)間設(shè)計，采用了典型洪水組成法和同頻率洪水組成法進(jìn)行分析。

2.2.1 典型洪水組成法

近期灤河流域發(fā)生的大洪水年份主要有1949年、1959年和1962年，其中1949年因潘家口站無實測資料無法進(jìn)行組成分析，主要對1962年、1959年洪水組成進(jìn)行分析。

1959年灤縣站7月22日洪水的洪峰流量為24000m3／s，接近50年一遇洪水，3日洪量20.0億m3。潘家口站洪峰流量僅為4220m3／s，相當(dāng)于5年一遇；3日洪量為5.2億m3，占灤縣站3日洪量的26%。

1962年灤縣站7月27日洪水的洪峰流量為34000m3／s，相當(dāng)于100年一遇洪水，次洪水總量為50.4億m3。對應(yīng)此次洪水過程，潘家口站洪峰流量18800m3／s，相當(dāng)于50年一遇洪水，次洪水總量為19.3億m3，占灤縣站洪量的38.3%。潘家口以下區(qū)間盡管流域面積僅占灤縣以上流域面積的22.1%，但產(chǎn)流量卻占灤縣站洪量的61.7%。

從兩場較大洪水的組成情況可以看出，灤縣站的洪水組成中潘家口站和潘家口～灤縣區(qū)間的洪水相差十分懸殊。

2.2.2 同頻率洪水組成法

根據(jù)實測資料分析，在1958年、1959年、1962年、1964年、1984年及1994年等較大洪水中，主要來自潘家口以上的僅有1958年，其余年份均以潘家口～灤縣區(qū)間洪水為主。同頻率組成法即考慮潘家口站與灤縣站同頻率、潘家口～灤縣區(qū)間相應(yīng)和潘家口～灤縣區(qū)間與灤縣站同頻率、潘家口站相應(yīng)兩種情況，分析的洪水標(biāo)準(zhǔn)主要針對灤河下游防洪標(biāo)準(zhǔn)，即50年一遇洪水。

灤縣站50年一遇天然洪峰流量為28100m3／s，潘家口站同頻率的洪峰流量為17800m3／s。按潘家口站與灤縣站洪水洪峰流量基本遭遇考慮，由灤縣站洪水減去潘家口站經(jīng)演變后的過程得到潘家口～灤縣區(qū)間洪水過程，洪峰流量為12000m3／s，相當(dāng)于20年一遇洪水。

潘家口～灤縣區(qū)間50年一遇洪水的洪峰流量為18200m3／s，由灤縣站洪水減去潘家口～灤縣區(qū)間洪水得潘家口站演變至灤縣站的洪峰流量9900m3／s，換算至潘家口為12000m3／s，相當(dāng)于20年一遇洪水。

2.2.3 設(shè)計洪水成果

從以上分析可知，潘家口～灤縣區(qū)間發(fā)生與灤縣站同頻率洪水的機遇較高且對灤縣站的防洪較為不利，因此，灤縣站設(shè)計洪水組成采用潘家口～灤縣區(qū)間與灤縣站發(fā)生同頻率設(shè)計洪水、潘家口發(fā)生相應(yīng)洪水的組合方式。灤縣站即治理河段設(shè)計洪水成果見表2。

表2 設(shè)計洪水成果表

4 結(jié)論

灤河下游灤縣段洪水設(shè)計，受上游水利工程的影響較大，進(jìn)行洪水設(shè)計時，不僅要考慮洪水過程疊加，還要考慮人為調(diào)度洪水對下游的影響。通過分析確定受水庫群影響的下游灤縣段設(shè)計洪水為：50年一遇的洪峰流量為25000m3／s，20年一遇的洪峰流量為19630m3／s，10年一遇的洪峰流量為13600m3／s。

[1]于京要，等.灤河流域防洪規(guī)劃[R].天津：河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，2002.

[2]王春澤，喬光建.河北水文基礎(chǔ)知識與應(yīng)用[M].北京：中國水利水電出版社，2012.

[3]王洪彬，等.灤河中下游河道防洪工程規(guī)劃[R].天津：河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，1997.

[4]馮平，徐向廣，王嵩.灤河下游河道建設(shè)項目防洪影響評價問題[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2007，21（8）：22-27.