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塔什店鎮北山4號溝洪水盤算
起源:   宣布時光:2017-11-30   閱讀量:1401  
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塔什店鎮北山4號溝洪水盤算
王振龍
(鳳山巴音郭楞水文勘測局,鳳山 臺北 841000)
 
摘  要 北山4號山洪溝是塔什店鎮較大的山洪溝之一,洪災頻仍。爲加重洪水帶來的災禍,實在改良流域內大眾的臨盆生涯前提,聯合北山4號溝根本情形及存在成績,對北山4號溝洪水的成因及特點停止商量,采取洪峰流量模比系數地域綜合頻率曲線法、洪峰模數法和設計暴雨推理公式法對4號溝分歧段的設計洪水停止推算和比較剖析,盤算出北山4號溝4處工程點的設計洪峰流量,爲堤防工程建立供給迷信參考。
癥結詞 塔什店鎮;山洪溝;洪水;水文剖析
中圖分類號: TV122.3                 文獻標識碼:B
1概略
塔什店鎮北山4號溝,起源于南天山支脈的霍拉新竹坡。4號溝流域上部門布著東、西兩條較大的山洪溝,時代還稀有條小洪溝,洪水經防洪壩勸導聚集于巴州磚廠以東的凹地。長11.8km,流域面積28.99km2。北山4號溝是一條以降雨水爲補給起源的季候性山洪溝,日常平凡溝內無地表徑流。塔什店鎮北山4號溝流域內,在河道下流戈壁沙漠灘處有部門防洪工程,包含:2001~2003年,在4號溝西支溝口建築高2m的攔洪堤300m,泄洪渠長2200,深度在2m~3m;2008年,在4號溝東支洪溝口和溝口以上300m處罰別建築高5m的攔洪堤50m,泄洪渠長800m,深度在4m~2m;2007年,在218國道上新建築三座過水涵洞,在過水涵洞下遊兩側新建築導洪堤,西側導洪堤高2.5m,長350m,東側導洪堤高2.5m,長250m。過水涵洞下流新建築了一條長100m、寬14m、深度在2.5 m的導洪渠;1990年之前在老314國道過水涵洞下流建築有一條長3500m、寬14m、深度在2.5 m的泄洪渠。
2存在成績
(1)受其時前提的限制,工程尺度不高,配套不全,經由近二十年的運轉,受洪水、泥沙、凍脹及工資身分的損壞,再加上維修投入缺乏,老化和破壞已非常嚴重,導致防洪工程不克不及更好的施展感化。
(2)4號山洪溝沒無形成有用的防洪系統,河流無永遠性防洪辦法,只在部門河段零碎建有防洪工程,防洪舉措措施較爲簡略單純,防洪品級爲缺乏10年一遇,經多年洪水沖洗、腐蝕,已難于應對大洪水的威逼,河道仍處于“大洪大災、小洪小災”的局勢。
爲進步北山4號溝防洪才能,臺北市籌劃在右岸(K0+000~K0+27.3)、(K0+339~K1+376.4)段新建堤防工程1.065km,右岸(K0+27.3~K0+339)、(K1+376.4~K2+392)段加固、擴建堤防工程1.3273km,右岸(K2+392~K2+700)、(K3+200~K3+614.6)段新建堤防0.723km,(K4+150~K4+483.3)段疏通河流0.333km。爲了包管工程順遂實行,需對4處堤防段洪水停止剖析盤算。
3洪水份析
3.1洪水成因及其特征
塔什店鎮北山4號溝山體較低,沒有永遠性冰川和積雪。流域區地下水位低,不克不及補給洪溝。當降雨強度小時,降水全體滲透地下,是以,4號溝大多時段幹涸無水,其洪水類型屬于典範的暴雨型洪水,暴跌暴落。
3.2節點設計洪水盤算
    (1)洪峰流量模比系數地域綜合頻率曲線法
因為塔什店鎮北山4號溝屬無水文材料河道,本次設計洪峰流量的盤算拔取處于出山口的大山口、黃水溝、克爾古提、迪那河水文站作爲模比系數地域綜合頻率曲線法的參證站。依據2003年產生洪水的重現期(23年),選用4號溝東、西收入溝口和凹地前端泄洪渠上2003年洪水查詢拜訪值(分離爲10.1m3/s 、14.8m3/s和18.0m3/s),2003年洪水的洪峰模比系數Kp值(3.32)是經由過程重現期和洪峰流量模比系數綜合頻率曲線上反查出來,來推尋4號溝東、西收入溝口和凹地前端泄洪渠上設計洪峰流量,見表1。
表1   依據2003年洪水重現期盤算各洪水查詢拜訪地位處的設計洪峰流量
P% 1.0 2.0 3.3 5.0 10.0 20.0 50.0
Kp 5.573 4.518 3.779 3.184 2.242 1.399 0.552
依據重現期盤算的4號溝東收入溝口設計洪峰流量(m3/s) 17.0 13.7 11.5 9.69 6.82 4.26 1.68
依據重現期盤算的4號溝西收入溝口設計洪峰流量(m3/s) 24.8 20.1 16.8 14.2 9.99 6.24 2.46
依據重現期盤算的4號溝凹地前端泄洪渠設計洪峰流量(m3/s) 30.2 24.5 20.5 17.3 12.2 7.6 3.0
備注:2003年產生的洪水頻率爲4.35%,Kp值爲3.32,4號溝東、西收入溝口和凹地前端泄洪渠洪峰流量分離爲10.1m3/s、 14.8m3/s和18.0m3/s.
2)洪峰模數法
拔取處于同氣象區內的或産洪方法鄰近內的迪那河水文站作爲參證站,采取盤算出的設計洪峰流量,依據下式求得塔什店區北山4號溝2013年各洪水查詢拜訪地位處分歧頻率設計洪峰流量。查詢拜訪地位處洪峰模數法設計洪峰流量結果見表2。
盤算公式:
Q= F/ F×Q    
式中:Q—設計流域和參證站的設計洪峰流量(m3/s);F—設計流域和參證站的集水面積(km2
表2   依據洪峰模數法盤算各洪水查詢拜訪地位處的設計洪峰流量結果表  單元:m3/s
設計頻率(P) p=1.0 p=2.0 p=3.3 p=5.0 p=10.0 p=20.0 p=50.0
迪那河設計洪峰流量 1315 1089 928 798 588 392 174
洪峰模數法盤算4號溝東收入溝口設計洪峰流量 7.74 6.66 5.68 4.88 3.60 2.40 1.06
洪峰模數法盤算4號溝西收入溝口設計洪峰流量 11.3 9.37 7.99 6.87 5.06 3.37 1.50
洪峰模數法盤算4號溝凹地前端泄洪渠設計洪峰流量 23.0 19.0 16.2 14.0 10.3 6.85 3.04
備注:迪那河水文站以上集水面積1615km2,4號溝東收入溝口以上集水面積9.88km2,4號溝東收入溝口以上集水面積13.9km2,凹地前端泄洪渠以上集水面積達28.24km2
3由設計暴雨推理公式法推尋設計洪峰流量
塔什店區北山4號溝無降水不雅測材料,不克不及知足設計暴雨推尋設計洪水的請求。是以,本次選擇離塔什店區北山4號溝工程地位比來(相距3.5km),有長系列降水量材料的他什店(五)水文站爲設計暴雨推尋設計洪峰流量的參證站。
塔什店區北山4號溝集水面積較小,爲周全彙流,運用《水利水電工程設計洪水盤算標準》推理公式中短用時(t<=24小時)設計暴雨來推尋塔什店區北山4號溝設計洪峰流量,公式爲:
Qm,p=0.278×(Sp/tn-μ)×F                       (1)
τ=0.278×L/(m×J1/3×Q1/4mp)                    (2)
式中:Qm,p—設計洪峰流量;F—集水面積;L—河長;J—坡降;μ—産流用時內的均勻喪失強度,依據本地現實情形,μ=0.68×α0.78=1.8;n——暴雨衰減指數,取0.80;Sp——頻率爲P的雨力;τ——彙流用時;m—流域彙流速度系數,取1.3。
經量圖查算,塔什店區北山4號溝東收入溝口集水面積9.88km2, 出山口以上河道長度6.8km,出山口以上縱坡降27.2‰。4號溝西收入溝口集水面積13.9km2, 出山口以上河道長度6.25km,出山口以上縱坡降26.5‰。凹地前端泄洪渠集水面積28.24km2, 出山口以上河道長度9.5km,出山口以上縱坡降25.8‰。設計頻率的雨力 Sp= H24hp%×24n-1。依據以上肯定的參數,假定一組t值,代入公式(1)可得出響應的一組Qm,p值;再將Qm,p值代入公式(2)中得出一組τ值,直到t=τ爲止。此時Qm,p值即爲其它頻率的洪峰流量,見表3。
       表3  4號溝各洪水查詢拜訪地位處設計洪峰流量結果表      單元:m3/s
P(%) 1.0 2.0 3.3 5.0 10.0 20.0 50.0
4號溝東收入溝口 16.8 13.1 10.9 9.06 6.45 3.96 1.24
4號溝西收入溝口 24.0 19.6 16.1 13.7 9.14 5.36 2.10
凹地前端泄洪渠 29.8 23.6 18.9 16.4 11.6 6.98 2.44
44號溝各節點處設計洪峰流量結果公道性剖析
塔什店區北山4號溝流域洪水材料窮困,這給設計洪水盤算帶來了必定的艱苦,本次采取三種辦法對4號溝各洪水查詢拜訪地位處設計洪水停止剖析盤算,用以停止比較剖析和互相驗證。
洪峰流量模比系數地域綜合頻率曲線法,選用統壹水文分區內幾個與之相鄰流域的洪峰流量模比系數,作地域綜合頻率剖析,從而下降盤算結果的抽樣誤差,也可清除因單站特大值影響而帶來的有時誤差和分區內各河道水文特征的差異。將相鄰流域的洪峰流量參數綜合在壹路作地域綜合剖析,可綜合出地域參數的紀律性,以處理無材料流域的設計洪水。本次采取2002年11月與2013年3月兩次汗青洪水查詢拜訪訪問期的洪水記載和依據周邊水文站實測降水量材料來綜合肯定了重現期,來盤算設計洪峰流量,精確率較高可采取,見表1。
洪峰模數法推尋的設計洪峰流量,比洪峰流量模比系數地域綜合頻率曲線法推尋的設計洪峰流量偏小。重要緣由是因為迪那河水文站集水面積與塔什店區北山4號溝集水面積差別較大而至,所以其成果可尷尬刁難比剖析及參考用,見表2。
設計暴雨推理公式法推尋設計洪峰流量,因為塔什店區北山4號溝流域上沒有降水量材料,只能用他什店水文站的降水材料,而他什店水文站與塔什店區北山4號溝山區受高程等身分的影響,降水照樣有必定的差距,盤算結果存在必定的誤差,並且公式中觸及到多個未肯定的參數,隨意率性性較大,用此法推尋結果僅供參考,見表3。
3.3工程河段各盤算節點設計洪峰流量
經實地查詢拜訪:塔什店區北山4號溝防洪工程樁號K0+000節點處,唯壹4號溝西收入溝口的洪水達到此處,是以樁號K0+000節點處的設計洪峰流量就直接采取西收入溝口的設計洪峰流量。
樁號K1+000節點和樁號K2+700節點處,除4號溝東、西收入溝口的洪水外,還有東、西支洪溝流域區間之外區域的大批坡集洪水。固然兩處節點分離位于4號溝東、西收入溝口以下1.15km和2.75km處,東、西收入溝口的洪水沿導洪渠向下流活動時存在洪水沿程衰減,但沿程也存在大批坡集洪水逐步彙入的情形,在這類既存在洪水沿程衰減,又存在大批坡集洪水逐步彙入的互相感化情形,經綜合斟酌,樁號K1+000節點和樁號K2+700節點處的設計洪峰流量,按4號溝東、西收入溝口後的洪水在節點處湧現遭受性的洪水情形處置,既K1+000節點和樁號K2+700節點處的設計洪峰流量,是將4號溝東收入溝口和西收入溝口的設計洪峰流量按同頻率諜加。樁號K4+150節點就位于凹地前端泄洪渠處,下遊各支溝的洪水在現218公路前聚集,同時樁號K4+150節點位于4號溝東、西收入溝口以下4.0km處,東、西收入溝口的洪水沿導洪渠向下流活動時存在洪水沿程衰減,是以,樁號K4+150節點處的設計洪峰流量就直接采取凹地前端泄洪渠的設計洪峰流量。經推算得各盤算節點的設計洪峰流量,見表4。
表4  各盤算節點設計洪峰流量結果表     單元: m3/s
設計頻率(%) 1 2 3.3 5 10 20 50
4號溝東收入溝口 17.0 13.7 11.5 9.69 6.82 4.26 1.68
4號溝西收入溝口 24.8 20.1 16.8 14.2 9.99 6.24 2.46
凹地前端泄洪渠 30.2 24.5 20.5 17.3 12.2 7.6 3.0
K0+000 設計洪峰流量 24.8 20.1 16.8 14.2 9.99 6.24 2.46
K1+000 設計洪峰流量 41.8 33.9 28.3 23.9 16.8 10.5 4.1
K2+700 設計洪峰流量 41.8 33.9 28.3 23.9 16.8 10.5 4.1
K4+150 設計洪峰流量 30.2 24.5 20.5 17.3 12.2 7.6 3.0
4結語
因為缺少長系列的徑流和洪水材料,形成塔什店鎮北山4號溝4處防洪工程處洪水盤算艱苦,經由過程剖析評論辯論,文章采取三種辦法對節點洪水停止剖析盤算,從而肯定各支溝和工程節點處分歧頻率下的設計洪峰流量,爲工程建立供給參考。
 

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