中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司
摘要：设计洪水对工程设计极其重要，在无水文资料的地区，有多种方法推求设计洪水，本文根据历史洪水调查，通过曼宁公式和试算法，最终推求出工程所需设计洪水。
关键词：历时洪水调查；曼宁公式；试算法；设计洪水
1引言
电力工程建设中，相关河流的设计洪水位的确定，是电力工程设计的安全性的重要依据。但一些地区水文资料极度缺乏，且不系统，需要我们通过多种方法推求设计洪水[1]。
我院在阿富汗的电力工程中，拟选项目区位于苏尔霍布河的河滩上，需要确定设计洪水。以下我们以此为例，采用洪水调查，反向验证，最后通过试算法，推求设计洪水。
2流域概况
苏尔霍布河由喀荷玛尔德河与巴米扬河汇流而成，是阿曼河的一条主要支流。苏尔霍布水源主要为大气降雨及高原雪山冰雪消融水，有小部分的泉水补给，常年不断流，河流洪水类型主要为降雨型洪水，由于当地降雨时间短、强度大，因此河道洪水在降雨结束后会突然暴涨，但回落也快，破坏力较大。
3设计思路
在项目区附近不同地点进行洪水调查，大致估定几个频率的洪水；再通过曼宁公式反算得到不同地点相同频率的洪峰流量，对比分析洪峰流量，验证调查结果的可靠性。最后根据不同频率的洪水调查值，以克孜河卡甫卡水文站为参照站，用试算法推求设计洪水。
4洪水调查及验证
由于苏尔霍布河缺乏实测数据，因此通过洪水调查，初步确定几个不同频率的洪水位。
我们在项目区附近河道相邻两个村庄各选取一条具有代表性的断面，两个断面相距约300m，两个断面到项目区之间的河道较顺直，无其他水流汇入和流出。
通过调查村庄内村民所述最大洪水，大致估定两个村庄50年一遇（频率2%）洪水、五年一遇（频率20%）洪水和两年一遇（频率50%）洪水[2]；通过曼宁公式反算洪峰流量[3]，验证两个村庄调查洪水的可靠性。
已知曼宁公式为：
（1）
式中：
Q — 流量（m3/s）
A — 过水断面面积（m2）
J — 水面比降
n — 糙率
R — 水力半径
（2）
式中：
χ— 湿周长（m）
通过调查所得洪水位以及测量所得水面比降，反算得到两个断面对应的洪峰流量，如下表：
表1 洪水调查反算洪峰流量成果表
通过对两个断面附近居民的洪水调查结果的计算，得到两个断面的相应的洪峰流量，通过对比分析，通过两个断面的对应的洪峰流量相差不大，因此，洪水调查结果较为可靠，并且也说明此段河道洪水损失较少。
选取的下游断面距离项目区不到100m，因此根据洪水调查推求出的设计洪水可代表项目区的设计洪水。
5试算法推求设计洪水
5.1方法介绍
试算法是根据流域自然地理条件近似的相邻流域的Cv、Cs值，以流域面积差异或其他特性，假定Cv、Cs值，经过每个经验频率点会有一条曲线，n个点就与n条曲线，以Kp值计算他们的均值Q，有Q1=QP1/Kp1，Q2=QP2/Kp2……Qn= QPn/Kpn。[4]
当经验频率点都在同一曲线或在曲线附近时，即Cv、Cs相同，则Q1=Q2……Qn，因此，当根据假定的Cv、Cs值，对各自经验频率值进行均值计算，当各自均值的与它们的算术平均值最接近时，可以认为此曲线即是与所有经验频率点配合最佳的曲线，可用这条曲线推求设计洪水。
5.2推求设计洪水
由于苏尔霍布河相邻流域也缺乏水文资料，无法确定Cv、Cs值，而我国喀什地区与阿富汗毗邻，气候条件较为相似，并且喀什地区的克孜河流域与苏尔霍布河流域的自然地理条件也极为相似，因此我们采用克孜河的Cv、Cs值进行试算。根据克孜河卡甫卡水文站的实测水文资料进行计算，以卡甫卡水文站为参照站，Cs=3.5Cv，以Cv>1.25增值试算[5]，以距离项目区最近的断面洪水调查结果为不同频率洪峰流量，结果如下表：
表2 试算法计算不同频率均值成果表
由上表可知，当Cv =1.6时，同号均值差累积值最小，因此采用Q0=573.9m3/s，Cv =1.6，Cs=3.5Cv，计算得到项目区设计洪水：百年一遇洪峰流量（1%）为4838.0m3/s。
6结语
在实际工作中，有时项目区会缺乏水文资料，这时洪水调查对设计洪水的计算具有很大的作用，通过选定相关性较好的断面，根据调查得到几个确定平率的洪峰流量，通过相互验证及补充，最后通过试算法得到设计洪水，这在工作中具有实际意义。
参考文献：
[1]陈茜.无资料地区推求设计洪水探讨[J].黑龙江水利科技，2014（1）：18-20.
[2]杜伟.利用历时洪水调查推求设计洪峰流量[J].黑龙江水利科技，2014（4）：140-141.
[3]谷洪钦，王起峰.历史洪水调查在推求设计洪水中的应用[J]，山东电力技术，2001（6）：50-52.
[4]马步昕.根据洪水调查资料推算设计洪水的试算法[J]，江西水利科技，1990（1）：37-39
[5]陈建江，库路巴依.新疆克孜河出山口设计洪峰计算[J].人民黄河，2012（8）：51-53.
论文作者:吕云海
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/12
标签：洪水论文; 断面论文; 频率论文; 流量论文; 算法论文; 水文论文; 两个论文; 《防护工程》2018年第16期论文;