劉旭晶

（西安景天水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，陜西 西安 710016）

0 前言

澇河是西安市鄠邑區(qū)境內(nèi)最長(zhǎng)河流，屬渭河右岸一級(jí)支流。澇河發(fā)源于秦嶺山區(qū)內(nèi)的東澇河和西澇河，其中東澇河發(fā)源于秦嶺北麓靜峪垴峰之下，西澇河發(fā)源于秦嶺東梁，兩條支流在兩澇口匯流后向北流去，從澇峪口出山。澇河流經(jīng)澇峪旅游景區(qū)、石井鎮(zhèn)（支流栗峪河匯入）、天橋鎮(zhèn)、甘亭鎮(zhèn)（支流皂峪河匯入）、余下鎮(zhèn)、玉蟬鎮(zhèn)、澇店鎮(zhèn)（支流甘河匯入），后于渭豐鎮(zhèn)注入渭河。澇河全長(zhǎng)82 km，總流域面積663 km2，其中澇峪口以上山區(qū)流域面積347 km2。

澇河的洪水是由暴雨形成的，暴雨的特性決定著洪水特性。澇河洪水發(fā)生季節(jié)與降水量基本一致，一般年洪水由4月開(kāi)始至10月基本結(jié)束，其特大洪水主要在7月～9月，特大歷史洪水與一般洪水期基本吻合。由于澇河發(fā)源于秦嶺，流域面積相對(duì)較小，且流程短，比降大，因此洪水特征表現(xiàn)為匯流歷時(shí)短，傳播速度快，峰型多為尖瘦型，歷時(shí)一般1天～2天；但由秋季連續(xù)陰雨的形成的洪峰，峰型矮胖，歷時(shí)較長(zhǎng)。本文通過(guò)整理澇峪口水文站實(shí)測(cè)洪水系列，對(duì)資料系列的可靠性、一致性和代表性進(jìn)行審查，并對(duì)不同頻率下的洪峰流量進(jìn)行分析計(jì)算。

1 澇峪口水文站基本資料

澇河出峪口處建有國(guó)家基本水文站——澇峪口水文站，站址位于陜西省鄠邑區(qū)石井鎮(zhèn)譚廟村，該站建于1944年3月，期間經(jīng)歷4次斷面遷移，最大位移距離822 m，于2007年元月遷移至原設(shè)立處，測(cè)站控制流域面積347 km2，距河口40 km。卵石河床，屬不經(jīng)常性沖淤測(cè)站，水位流量關(guān)系較穩(wěn)定。澇峪口水文站測(cè)驗(yàn)河段比較順直，矩形河槽，高水控制良好，洪水時(shí)斷面沖淤相對(duì)穩(wěn)定。該站已有1944年～2017年74年實(shí)測(cè)水文資料，測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、泥沙和降水。水文站位置見(jiàn)圖1。

圖1 澇河流域河流水系及澇峪口水文站位置圖

2 歷史洪水

陜西省水利廳曾組織專(zhuān)家進(jìn)行澇河流域歷史洪水的調(diào)查工作，據(jù)調(diào)查，澇河流域近百年來(lái)共發(fā)生過(guò)三次特大洪水，即1898年、1957年和1987年洪水。澇峪口水文站設(shè)立于1944年，未觀測(cè)到1898年洪水，1957年、1987年兩場(chǎng)洪水均有實(shí)測(cè)洪峰流量。

根據(jù)《陜西省洪水調(diào)查資料》整編成果，在近100多年來(lái)發(fā)生的三次大洪水中，以1898年洪水洪峰流量1070 m3/s為最大，按調(diào)查期確定其重現(xiàn)期為120年；1957年洪水實(shí)測(cè)洪峰流量904 m3/s排在第二位，重現(xiàn)期定為60年；1987年洪水實(shí)測(cè)洪峰流量640 m3/s排在第三位，重現(xiàn)期定為30年。

3 水文站資料系列“三性”審查

3.1 可靠性分析

澇峪口水文站為國(guó)家基本水文站，本次選用的該站1944年～2017年年最大洪峰流量資料均為水文年鑒整編成果，測(cè)驗(yàn)河段比較順直，矩形河槽，高水控制良好，洪水時(shí)斷面沖淤變化大，上、下游附近無(wú)支流匯入。該站水文觀測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)，準(zhǔn)確可靠，可靠性滿(mǎn)足要求。

3.2 一致性分析

澇河澇峪口以上，未建大中型水利工程，有小型水電站工程一處，對(duì)洪水過(guò)程無(wú)調(diào)節(jié)，因此，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)洪水系列的影響很??；澇峪口水文站斷面雖經(jīng)幾次遷移，但遷移最大位移距離為822 m，流域面積相差未超過(guò)5%，且無(wú)支流匯入，因此，年最大洪峰流量系列具有較好的一致性。

3.3 代表性分析

3.3.1 系列豐、枯變化規(guī)律分析

澇峪口水文站實(shí)測(cè)系列有1944年～2017年共74年實(shí)測(cè)洪水資料。歷年最大洪峰流量歷時(shí)曲線見(jiàn)圖2。在實(shí)測(cè)洪水系列中，大洪水有1957年、1987年，流量分別為904m3/s和624m3/s，分別是多年平均流量的5.65倍和3.9倍；一般洪水有1949年、1964年、1983年、2005年，枯水年有1959年、1966年、1995年、1997年。即澇峪口水文站74年洪水系列中包含有大、中、小水以及豐、平、枯時(shí)段的各種來(lái)水組合，實(shí)測(cè)洪水系列資料代表性較好，能滿(mǎn)足洪水頻率計(jì)算的需要。

圖2 澇峪口水文站年最大洪峰流量

3.3.2 統(tǒng)計(jì)參數(shù)穩(wěn)定性分析

（1） 均值、變差系數(shù)CV與歷時(shí)的關(guān)系分析

澇峪口水文站順時(shí)序和逆時(shí)序分別累加洪峰流量均值和變差系數(shù)CV值，并點(diǎn)繪其與歷時(shí)t關(guān)系曲線圖，見(jiàn)圖3和圖4，由圖分析可知，洪水系列順、逆時(shí)序累加洪峰流量均值和變差系數(shù)CV值隨系列的增長(zhǎng)，均值趨于穩(wěn)定，CV值穩(wěn)定在0.9左右。因此認(rèn)為該站的洪水資料具有一定代表性。

（2）差積曲線分析

點(diǎn)繪洪峰流量差積曲線，見(jiàn)圖5。從圖5中可以看出，洪峰流量差積曲線豐、平、枯交錯(cuò)，連續(xù)的豐水年為1955年～1958年，連續(xù)的枯水年為1994年～1997年，系列具有良好的代表性。

圖3 澇峪口水文站年最大洪峰流量均值與歷時(shí)關(guān)系圖

圖4 澇峪口水文站年最大洪峰流量CV值與歷時(shí)關(guān)系圖

圖5 澇峪口水文站年最大洪峰流量差積曲線

4 澇峪口水文站不同頻率洪峰流量計(jì)算

根據(jù)澇峪口水文站1944年～2017年共74年洪水資料，并加入1898年調(diào)查洪水（洪峰流量1070 m3/s），按不連序系列進(jìn)行頻率計(jì)算。洪峰流量計(jì)算時(shí)，將1898年洪水提出作為特大值處理，重現(xiàn)期為120年。1957年（洪峰流量904 m3/s）、1987年（洪峰流量624 m3/s）發(fā)生的洪水雖然流量較大，但在1898年洪水控制下按照特大值處理與在74年的長(zhǎng)系列中排頻頻率相差不大，因此不將上述兩年洪水作為特大值處理。

特大洪水洪峰流量的經(jīng)驗(yàn)頻率按下式計(jì)算:

一般洪水洪峰流量的經(jīng)驗(yàn)頻率按下式計(jì)算:

用矩法估算統(tǒng)計(jì)參數(shù)初始值，其均值為160 m3/s，變差系數(shù)CV=1.2，再經(jīng)過(guò)P-Ⅲ型曲線目估適線，在適線時(shí)著重考慮中上部較大洪水點(diǎn)據(jù)，適當(dāng)考慮下端較小洪水點(diǎn)據(jù)，確定出頻率曲線見(jiàn)圖6。求得水文站不同頻率洪峰流量，見(jiàn)表1。

表1 澇峪口站設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算成果表 單位：m3/s

圖6 澇峪口水文站洪峰流量頻率曲線圖

5 結(jié)語(yǔ)

澇峪口水文站實(shí)測(cè)洪水系列，觀測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)，準(zhǔn)確可靠，系列具有較好的一致性，且包含了豐、平、枯水年連續(xù)系列。從順時(shí)序和逆時(shí)序分別累加洪峰流量均值和變差系數(shù)CV值與歷時(shí)關(guān)系圖上可以看出，年份系列越短時(shí)，均值和變差系數(shù)相對(duì)變幅較大，但是隨著年份的逐漸增加，變幅越來(lái)越小，最后趨于穩(wěn)定。說(shuō)明澇峪口水文站1944年～2017年74年的洪水連續(xù)系列資料代表性較好。

通過(guò)分析計(jì)算，澇峪口水文站100年一遇洪峰流量為1000 m3/s，50年一遇洪峰流量為790 m3/s，30年一遇洪峰流量為640 m3/s，20年一遇洪峰流量為520 m3/s，10年一遇洪峰流量為340 m3/s。