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六股河流域洪峰洪量计算研究

更新时间:2009-03-28

1 工程概况

六股河发源于北篓子山,位于建昌县境内,海拔为1092m,全长158km,自绥中县小庄子乡注入渤海。六股河流域面积为3045km2。全流域南北长,东西窄,形似牵牛花;平均高程在200m左右;山地占54%,丘陵占33%,平原占11%,沙丘占2%。流域内山地主要分布于西北部。流域东与小凌河、烟台河为邻,西北由大凌河环绕,西南与狗河为界[1-2]

通过历年水文监测资料可知:六股河流域设置有绥中、前白水、药王庙、山咀等四处监测站,其中,绥中水文站和前白水水文站观测时间较长,观测资料较全[3]。因此,选取绥中站和前白水站作为六股河流域洪峰计算和洪水设计的系列代表性水文站。

以G40沪陕高速公路在常州市某互通立交为实例工程。首先对实例工程的新建匝道需求进行计算分析。根据本文式(1)可知,实例工程应设置3×2=6条匝道。根据现状统计(图4),实例工程已建有5根转向匝道,因此需要再新建一根道路①和道路③之间的匝道。根据现状分析,k=3,n0=5,i=1,j=3,同时对可行方案数进行计算,可知可行方案为:

2 前白水站与绥中站洪峰、洪量插补计算

2.1 前白水站与绥中站洪峰相关性研究

前白水站1954-1962年洪峰,采用前白水与绥中洪峰相关插补。利用两站同步20a实测洪峰资料点绘前白水与绥中洪峰相关关系:前白水以上与前-绥区间降水相当,前白水站洪峰按绥中的0.74倍插补;前-绥区间降水明显大于前白水以上降水(前-绥区间降水大于前白水20%以上),前白水洪峰按绥中的0.38倍插补[4]。相关图见图1。

  

1 前白水站与绥中站洪峰相关图

根据图1可知:前白水站和绥中站降水量满足y=0.74x关系式,基本成正比关系,两观测站的洪峰相关性系数R2=0.97,相关性极好,降水相当,如图1所示。在区间降水方面,前白水站和绥中站降水量满足y=0.38关系式,两观测站的洪峰相关性系数R2=0.99,相关性极好[5]。但前白水站区间降水最大值仅达到3050m3/s,较绥中站洪峰比例较小,区间降水偏大。

绥中站、前白水站最大24h洪量、3d洪量的频率计算,均考虑历史洪水,参数按不连序系列绘线读点补矩法计算。两站均没有调查洪量资料,绥中站1930、1949年洪量按绥中站峰量关系查补[10]。前白水站1930、1949、1963年洪量按前白水站峰量关系查补,根据适线情况采用曲线相关形式,见图6。

  

2 前白水站各场洪水洪峰-最大24h洪量相关图

2.2 前白水站洪峰、洪量插补计算

转变临时应对的想法,完善事件舆情的预警体系,使得事件到来时有相应的应对措施引导舆论。事件管理如今应该常态化,与其在事件发生时手忙脚乱最后事件也不能够妥善解决,不如早作打算,做好事件预警工作。随着自媒体的产生,在如今自媒体也能够对突发性公共卫生事件舆情进行预警和检测。

  

3 前白水水位-流量关系曲线图

皮山县特殊的地理位置使得皮山县的经济发展与新疆的社会稳定息息相关。由于少数民族人口占绝对优势,皮山县的宗教氛围非常浓厚,宗教思想影响了人民的社会生活和经济生产,宗教极端思想影响了社会的稳定,皮山县是暴恐事件发生的重灾区。由于皮山县特殊的地缘政治,探索这个地区的扶贫攻坚途径,不仅具有非常典型的示范意义,而且具有非常重要的政治意义。综合起来说,经济是基础,皮山县不脱贫,南疆的扶贫攻坚目标就不能如期实现,南疆乃至新疆的稳定就没有坚实的基础。

基于前白水站历史水位资料,根据前白水站存在瞬时水位过程,通过计算得出该监测站平均水位-流量关系曲线图,见图3。根据水位变化过程通过插补方法得出年最大洪峰流量及流量变化值,通过流量变化情况得出最大24h洪量与3d洪量变化曲线[7]

3 绥中站、前白水站洪水频率计算

3.1 洪峰频率计算

洪峰频率计算考虑历史洪水,经重现期分析及考虑到适线,绥中站1930年,1959年,1949年洪峰为历来166年的第二位,第四位和第五位,洪峰频率较大。

前白水站1930年为160年的第二位,1949、1963年洪峰分别为160年的第四位、第五位[8-9]。两站均用不连序系列绘线读点补矩方法计算参数,绥中站、前白水站洪峰频率曲线见图4,图5。

  

4 绥中站洪峰频率曲线图

  

5 前白水站洪峰频率曲线图

3.2 洪峰洪量计算

如图1所前白水站1954-1963年最大24h,采用前白水本站峰量关系插补,根据前白水站20年实测洪峰、洪量值点绘洪峰洪量相关图见图2。前白水站洪峰、洪量满足y=0.046x0.9762关系式,随着洪峰增大,洪量成幂函数增长,并且R2=0.9343,前白水站各洪水洪峰-最大24h洪量相关性较好[6]

通过图3可知:前白水水文站断面不稳定,水位变化较大,且洪量增长率逐渐减小;此外,通过上图可以看出,该监测站洪水洪峰点与所定的平均水位-流量曲线拟合性和吻合度较好,能够标间准确的反映年最大洪峰流量及流量过程,因此,该水位-流量关系可用。

  

6 绥中站洪峰洪量相关图

1)根据本流域及邻近流域设计洪峰和设计洪量成果,点绘了设计洪峰与面积及设计3d洪量与面积关系图。从以上图表中可以看出,六股河流域各监测站洪峰频率和洪量较大,洪水设计24h洪量和设计3d洪量较大凌河等河流偏大,但是与狗河、石河等西侧流域河流相比,洪峰洪量设计值偏小,这主要是由于该地区的洪水变化、洪量大小和洪水频率有关,这正符合该地区的洪水特点。

3.3 设计洪水成果合理性检查

基于绥中站历年洪水洪量与洪峰资料,对其24h和3d洪量与洪峰关系进行了研究,通过图6可知:绥中站24h洪量与洪峰的关系基本符合关系式y=0.0452x,成正相关关系R2=0.9214,相关性较好,符合绥中站历史洪水洪量要求[11]。此外,绥中站三日洪量与洪峰的关系基本符合关系式y=0.0656x,成正相关关系。R2=0.8598,满足相关性要求,基本符合洪量与洪峰的正相关要求。

2)根据绥中、前白水两监测站各年设计峰量与实际峰量关系图等可以看出:设计峰量关系线位于实际峰量点群中间,设计成果误差较小,无较大偏差,设计结果较为合理。

首先简要回顾一下几种理想链模型.在高分子链的各种模型[1]中,最简单的理想模型就是自由结合链.所谓自由结合链,就是把链中最基本的结合单元化学键看成是相互自由连接的.这些键在相互连接时,没有键角限制、化学键没有体积,键在空间的取向完全自由、没有位垒及其他任何阻碍其链接的额外限制.每个键在与前一个键连接时,在空间的取向完全是随机的.这样,由n个键长为l的键所组成的链就是自由结合链,其均方末端距很容易用矢量和的平方平均或用无规飞行的统计分布函数进行平均而得到:

综上所述,绥中站、前白水两监测站的设计洪水成果基本符合洪水设计相关规范和要求,监测结果科学合理,准确性较高,能够满足设计洪水及其预防措施的使用要求。

4 结 语

六股河流域是辽宁省洪水多发水域,在历史上发生过多起重大洪水事故,因此,针对六股河流域进行洪峰洪水设计具有典型的社会意义和参考价值。文章基于六股河流域历史水文及其洪峰、洪量资料,选取前白水站、绥中站洪峰和洪量进行插补计算,采用数学方法进行拟合,确定了水位-流量关系;通过计算前白水站、绥中站洪峰频率和洪峰洪量,得到了绥中、前白水两处监测站的设计洪水成果,通过对设计洪水成果进行分析发现,设计洪水成果复合相关规范和设计要求。洪水设计成果的得出可为类似水域洪水设计、预防和治理提供借鉴,具有重要的经济意义和应用前景。

参考文献:

[1]本莲芳.莫高窟大泉河洪水设计的探讨[D].兰州:兰州大学,2014.

[2]陈强,苟思.地理空间数据在铁路桥涵洪水设计中的应用[J].铁道工程学报, 2016(02):16-20,90.

[3]陈信旺,吕广昌.PC—1500机在暴雨洪水设计及水库调洪演算中的应用[J].江西水利科技,1989(02):16-25.

[4]丁少纯.海林市红甸子河洪水设计值的选取[J].黑龙江水利科技, 2015(06):67-68.

[5]郭军.应对变化条件下的洪水设计标准与评价方法——第24届国际大坝会议第94议题:“大坝泄洪”议题(一)[J].中国水利水电科学研究院学报,2013(02):151-156.

[6]段家贵.水利工程生态环境影响评价的指标体系研究[J].水利规划与设计,2014(05):51-52,60.

[7]董婷婷.辽宁省市际以上界河信息调查与成果分析[J].中国水能及电气化,2016(05):30-32.

[8]王海芝.石质山区坡改梯工程设计实施中的问题与思考[J].水利建设与管理, 2014(12):30-32.

[9]徐飞.沈阳地区水资源短缺原因分析及对策研究[J].水资源开发与管理,2015(01):24-26.

[10]姜钧耀.西北内陆河流区间洪水设计计算方法比较分析[J].水电能源科学, 2014(04):73-75,72.

 
吕乃文,王桂秋
《黑龙江水利科技》 2018年第04期
《黑龙江水利科技》2018年第04期文献

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