淺談對(duì)鴨河口水庫(kù)工程調(diào)蓄進(jìn)行了洪水設(shè)計(jì)
一、基本情況
1.自然地理
唐白河是漢江流域面積最大的一級(jí)支流，全長(zhǎng) 352km,流域面積 24,500km2,行政區(qū)劃分屬河南、湖北兩省，流域內(nèi)總?cè)丝诩s 1,100 萬(wàn)人。唐白河流域北部以伏牛山脈與黃河流域?yàn)猷�，東部以桐柏山與淮河流域相隔，西部以肖山與丹江流域?yàn)榻�，南臨漢江。由于流域缺乏適宜修建大的防洪控制性工程的地點(diǎn)，防洪主要依靠支流堤防，干流堤防現(xiàn)狀防御洪水能力僅為 10~20 年，因此，唐白河是河南南陽(yáng)、湖北襄陽(yáng)防汛的重要河流。
流域東、北、西三面環(huán)山，中部及南部為廣大平原，形成自北向南傾斜的扇形盆地。該盆地屬于秦嶺與大別山之間的南襄盆地系統(tǒng)，是受多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的坳陷盆地。流域地形可分為山區(qū)、丘陵區(qū)和平原三種類型，分別占 26.7%、26.4%和 46.9%.唐河、白河匯合處的下游干流稱為唐白河，在襄陽(yáng)市張灣處匯入漢江，河道長(zhǎng) 23km.
唐白河發(fā)源于伏牛山南麓的黃石埡，沿途流經(jīng)南召、南陽(yáng) 市 城 區(qū) 、 新 野 縣 城 、 新 店 鋪 . 河 道 縱 比 降 為1/1,500~1/4,000,流域面積 12,224km2,為干流。唐白河河寬一般約 1,000m,寬處在 2,000m 以上。唐白河干流白河上游河南南召縣建有鴨河口水庫(kù)，1958 年 11 月開始興建，1960 年 6 月建成。水庫(kù)集水面積 3,025km2,總庫(kù)容13.16 億 m3,其中防洪庫(kù)容 5.21 億 m3.唐河發(fā)源于伏牛山七峰山南麓，自北向南流經(jīng)方城、社旗、唐河、新野等地。
河道縱比降 1/3,000~1/5,000,流域面積 8,685km2.唐河河道切割較深，洪水河床在唐河縣城以上較寬，一般為1,000~2,000m,以下較窄，一般為 500~1,100m,并逐步演變?yōu)閺澢院拥馈?/p>
2.水文氣象和水文站網(wǎng)情況
唐白河流域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明。夏秋兩季受太平洋副熱帶高壓控制，炎熱多雨。冬春受西北利亞入和蒙古高壓控制，氣候干燥少雨。多年平均氣溫 15℃。流域多年平均降水量 812.4mm,最大降水量 1,294.6mm,最小降水量 551.4mm.受地形影響，降水量在地區(qū)上的分布趨勢(shì)是流域邊緣山丘大于中央盆地，多年平均水面蒸發(fā)量為1,714.6mm,最大年達(dá) 1,986.4mm.
唐白河流域水災(zāi)較為頻繁，據(jù)歷史資料記載，重災(zāi)年主要有 1593、1676、1832、1919、1931、1935 年。建國(guó)后發(fā)生六次較大災(zāi)害，1953、1954、1955、1965、1975、2000 年且以 1975 和 2,000 年最為嚴(yán)重，其中 1975 年、2000 年水災(zāi)損失分別達(dá) 20.55 億和 33.1 億元。
唐白河流域水文站最早設(shè)立于 1936 年。唐河干流設(shè)有社旗、唐河、郭灘三個(gè)水文站，控制面積分別為 1,044km2、4,771km2、6,877km2;白河干流主要設(shè)有白土崗、鴨河口水庫(kù)、南陽(yáng)、新店鋪三個(gè)水文站，控制面積分別為 1,134km2、3,025km2、3,896km2、10,958km2;唐白河干流設(shè)有董坡防汛專用站，集水面積 20,909km2.
二、設(shè)計(jì)洪水
1.資料系列處理
根據(jù)頻率設(shè)計(jì)要求樣本一致性原則，各控制站洪水應(yīng)是不受人類活動(dòng)和分洪潰口影響下的天然洪水。鑒于此，應(yīng)對(duì)各控制站進(jìn)行樣本一致性處理，即對(duì)大水年份潰口徑流進(jìn)行還原，對(duì)鴨河口水庫(kù)建庫(kù)后洪水進(jìn)行還原分析計(jì)算。
2.實(shí)測(cè)和歷史洪水
1953~1971 年，長(zhǎng)委、鐵四院、南陽(yáng)市水文局先后對(duì)唐白河干支流進(jìn)行了多次洪調(diào)和復(fù)核。1991 年后，長(zhǎng)委又對(duì)南水北調(diào)中線總干渠沿線交叉河流進(jìn)行洪調(diào)。2000 年白河上游鴨河口水庫(kù)進(jìn)庫(kù)流量?jī)H次于 1919 年和 1975 年，因此，2000 年白河洪水可作特大洪水考慮。唐河、白河干流調(diào)查與實(shí)測(cè)大洪水見表 1.
3.各站大洪水重現(xiàn)期
鴨河口：綜合分析調(diào)查資料，近 300 年曾發(fā)生過 1676年、1749 年和 1919 年三次大洪水，1676 年洪水重現(xiàn)期定為 300 年。
新店鋪：因鴨河口至新店鋪區(qū)間洪水錯(cuò)峰，大水漫堤潰口及河槽調(diào)蓄作用大，鴨河口洪峰流量往往大于新店鋪。新店鋪 2000 年洪水為 1912 年以來第一位，其重現(xiàn)期定為90~100 年，其次為 1975、1935 年洪水，分別列二、三位。唐河站、董坡站經(jīng)過分析，1975 年洪水重現(xiàn)期取 100 年。
4.各斷面天然設(shè)計(jì)洪水
各斷面設(shè)計(jì)洪峰流量按年最大值獨(dú)立選樣。歷史洪水和實(shí)測(cè)、插補(bǔ)洪水組成一個(gè)不連續(xù)的系列。理論頻率采用 PⅢ型。統(tǒng)計(jì)參數(shù) EX、CV、CS以計(jì)算機(jī)適線法定初值。再考慮多數(shù)大洪水點(diǎn)群、洪水變化特性及上下游對(duì)照等因素，綜合確定各計(jì)算斷面設(shè)計(jì)洪水的參數(shù)值。其中，董坡站洪水是根據(jù)郭灘和新店鋪（天然）洪水過程用馬斯京根法演算至董坡疊加并按面積倍比放大，求得其洪峰序列。各斷面天然設(shè)計(jì)洪峰流量成果見。
5.鴨河口水庫(kù)削峰影響作用分析
現(xiàn)狀條件下白河干流各控制斷面的'設(shè)計(jì)洪水需考慮鴨河口水庫(kù)調(diào)蓄作用的影響。采用典型年分析計(jì)算鴨河口水庫(kù)調(diào)蓄作用。本次選擇 1975、1979、1983 年洪水作為削峰分析計(jì)算典型年。
�。�1）1975 年受當(dāng)年 3 號(hào)臺(tái)風(fēng)影響，8 月 4~8 日唐白河出現(xiàn)了一次特大暴雨過程，造成了流域歷史上罕見的特大洪水。暴雨中 心在唐河 上 游 ,方城 楊 集站日 雨量 達(dá) 到769.3mm.唐河郭灘站 8 月 10 日出現(xiàn)了最大流量13,400m3/s.受此暴雨影 響，鴨河口最大 入庫(kù)流量11,600m3/s,下泄流量?jī)H為 2,240m3/S,削峰率達(dá) 80%.新店鋪實(shí)測(cè)流量在實(shí)測(cè)系列中不是最大，唐河、白河洪水在董坡遭遇，9 日最高水位 75.17m（吳淞）。
�。�2）1979 年 7 月 11~15 日，唐白河出現(xiàn)了一次暴雨過程 ,暴雨 中心 在白河 流域，鴨 河 口入庫(kù)洪峰 流量4040m3/s,在新店鋪流量組成中占天然的 29.8%,與天然同步，其區(qū)間來量較大，唐河、白河洪水沒有遭遇。
�。�3）1983 年 10 月 3~6 日，唐白河出現(xiàn)了一次秋季大暴雨過程，范圍廣，白河上游洪水與區(qū)間洪水遭遇。鴨河口流量在新店鋪流量組成中，占天然的不到 1%,唐河、白河洪水基本遭遇。
用控制斷面天然設(shè)計(jì)值與各典型年各控制斷面的典型過程計(jì)算的不同設(shè)計(jì)倍比，計(jì)算各斷面典型年天然設(shè)計(jì)過程，借用典型年設(shè)計(jì)倍比，放大相應(yīng)的典型年鴨河口水庫(kù)以上入庫(kù)典型過程和區(qū)間典型過程，即為相應(yīng)典型年的設(shè)計(jì)過程。
對(duì)鴨河口入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水按洪水調(diào)度方案進(jìn)行調(diào)洪，將水庫(kù)出流演算到各斷面，再與鴨河口至各斷面區(qū)間的設(shè)計(jì)洪水同時(shí)刻疊加，求得各斷面經(jīng)鴨河口水庫(kù)調(diào)洪削峰以后各頻率洪水過程，各斷面各頻率設(shè)計(jì)洪峰流量成果。
三、結(jié)束語(yǔ)
白河干流中游各斷面同一頻率天然設(shè)計(jì)洪峰流量有隨面積增加而減小的趨勢(shì)。如南陽(yáng)、新店鋪集水面積分別為3,896km2、10,958km2,而 100 年一遇的天然設(shè)計(jì)洪峰流量分別為 12,500m3/s、11,400m3/s.南陽(yáng)的洪水大多由鴨河口以上暴雨所形成，鴨河口水庫(kù)以上為多暴雨區(qū)，白河降雨量由上游向下游遞減，加之白河河道開闊，中、高水河槽調(diào)蓄能力很大，對(duì)洪水的影響十分顯著，出現(xiàn)從上到下隨著面積增加有不增反而減小的趨勢(shì)，反映了面積對(duì)洪峰的影響沒有河槽調(diào)蓄的影響大。如 1957 年南陽(yáng)、新店鋪相應(yīng)的洪峰洪峰分別為 8,400m3/s、6,210m3/s;1975 年鴨河口水庫(kù)還原后南陽(yáng)、新店鋪洪峰流量分別為 11,500m3/s、9,680m3/s,唐河各站設(shè)計(jì)洪峰流量隨面積的增加也不明顯。
流域內(nèi)修建了大中型水利工程后，河流水文特征發(fā)生了顯著變化，隨著設(shè)計(jì)斷面距離上游工程地點(diǎn)距離的增加，調(diào)蓄作用影響越來越小，如南陽(yáng)、新店鋪現(xiàn)狀條件下 100 年一遇的天然設(shè)計(jì)洪峰流量分別為 6,900m3/s、9,300m3/s.
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