石人沟水库拉林河流域洪水分析

石人沟水库拉林河流域洪水分析

1拉林河流域地质概况拉林河是松花江右岸的一级支流，流域面积为19.25公里。它是黑龙江省和吉林省的边界河，其中黑龙江省总面积为119290公里。拉林河发源于长白山张广才岭,由东南向西北流经尚志、五常、双城、舒兰、榆树和扶余等6个市县,在哈尔滨以上150km处汇入松花江,河道长488km,向阳山以上为山区,以下至牤牛河口地势渐缓,属丘陵区,牤牛河口以下逐渐过渡为平原区。石人沟水库位于拉林河流域下游双城市万隆乡和杏山镇交界处,距双城市60km,地处拉林河和松花江三角地带,水库集水面积540km2。2日平均最低气温本区属中温带大陆性季风气候区,根据双城市气象站统计,多年平均气温3.5℃,日平均最高气温为33.7℃,日平均最低气温为-33.8℃;20cm蒸发器观测的多年平均蒸发量为1552mm,多年平均陆面蒸发量为445mm,多年平均降水量为470mm,历年平均风速为4.0m/s,历年最大风速为24m/s,最大冻土深度为2.10m。3资料和测试方法石人沟水库所在的区域没有水文站,只有1处雨量站(水泉站),具有1958—2006年降水观测资料。拉林河干流上有沈家营、五常及蔡家沟共3处水文站,3个水文站历年水文资料,测验精度较高,基本资料可靠。由于石人沟水库无径流观测资料,并且水库在拉林河引拉渠首引水,根据本地区测站情况,选择拉林河干流五常水文站作为本次设计的参证站。4洪水4.1夏未来洪水特征拉林河流域洪水一般分春汛和夏汛。春汛洪水由融冰、融雪形成,大小主要取决于冬季降雪量和春季气温回升的速度,主要发生在4月中下旬—5月上旬,一般情况洪水量级不大,过程较短。夏汛洪水主要是由暴雨形成,流域内暴雨多出现在7月和8月,6月和9月也有少数暴雨出现,且量级不大。石人沟水库洪水来源主要是友谊灌区一排干坡水,暴雨多发生在每年7月和8月,一般历时较长,但雨量集中,最大1d降雨占最大3d降雨50%以上。4.2大灾洪水分析流域年内洪水可划分为春汛洪水、秋汛洪水和大汛洪水,由于秋汛洪水较小,本次只对大汛洪水和春汛洪水进行分析。大汛洪水采用全年选样统计,春汛洪水采用4—6月独立选样。4.2.1设计洪水的计算本次设计采用参证站洪水参数修正方法、1996年《黑龙江省水文图集》中由流量资料推求设计洪水和由暴雨资料推求设计洪水方法,分别计算水库的设计洪水。4.2.1.防洪工程措施根据省院编制的《磨盘山水库供水工程初步设计报告》五常水文站洪水系列计算到2000年,由于2000年以后没有发生大洪水,从安全考虑,本次直接采用该成果,见表1。根据1996年版《黑龙江省水文图集》中洪水参数等值线图,利用五常站和石人沟水库在等值线图上的梯度把五常站设计洪水参数修正到石人沟水库坝址,根据修正后的参数,推求工程地点设计洪水,参数修正见表2,石人沟水库设计洪水成果见表3。4.2.1.设计洪水的参数根据1996年版《黑龙江省水文图集》中的洪水参数等值线图查得水库集水面积重心处的洪水参数Cp、B1、B3及相应的Cv值,用查得的洪水参数推求设计洪水,成果见表4。4.2.1.洪水计算成果根据1996年版《黑龙江省水文图集》中暴雨参数等值线图查得石人沟水库集水面积重心处的暴雨参数,通过暴雨途径推求水库不同频率的设计洪水,成果见表5。4.2.1.洪水成果计算偏大,用量对上述各方法推求设计洪水成果进行对比,成果见表6。从表中可以看出,参证站参数修正法设计洪水成果与查图集等值线法成果接近,两者相差在5%之内。暴雨途径计算的设计洪水成果大于查图集等值线法推求的设计洪水成果,偏大36.2%～77.5%,由于石人沟水库位于拉林河下游,地势相对平坦,接近平原区特点;本次查用的暴雨等值线主要依据上游山区雨量站绘制,直接查用成果偏大,而且我省暴雨推求洪水方法主要依据山区产汇流条件演化,运用到本区将使短历时洪量偏大较多;考虑到按图集等值线法计算成果基础资料更可靠,且地区综合性强,故推荐图集法推求的水库设计洪水成果。4.2.2设计洪水的设计由于石人沟水库没有水文观测资料,本次采用拉林河中上游五常站作为参证站。分别计算五常站1953—2000年、1953—1992年(图集系列年份)春汛4—6月最大1d、3d洪量设计洪水。利用五常站大汛设计洪水与春汛设计洪水成果的比例关系修正石人沟水库大汛设计洪水成果,得到石人沟水库春汛设计洪水成果。设计洪峰利用大汛洪峰流量与1d洪量的洪水参数比例关系计算,成果分别见表7、表8。从表8可以看出,1953—1992年系列春汛洪水成果大于1953—2000年系列春汛洪水成果,从安全角度考虑,并与大汛成果采用系列一致,本次春汛设计洪水成果采用1953～1992年系列成果。4.2.3洪水过程线法石人沟水库集水面积为540km2,因受水库实测资料条件限制,根据本次分析的设计洪水成果,采用1996年版《黑龙江省水文图集》中的概化过程线法推求水库大汛和春汛设计洪水过程线,最大24h洪量与最大1d洪量的比值K,采用1996年版《黑龙江省水文图集》中的分析成果,因集水面积>400km2,取K=1.10。计算时段△t=2h,可以得到石人沟水库大汛设计洪水过程线及春汛设计洪水过程线。5设计洪水的确定在缺少水文资料但流域内具有较长系列代表站的区域,可由暴雨资料推求设计洪水方