汾河下游降雨对洪水特性的影响分析

2024年2月20日发(作者：童年第四章读后感)

广西水利水电ＧＵＡＮＧＸＩ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ＆ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　２０１６（６）　・水文水能・　汾河下游降雨对洪水特性的影响分析　樊　盼　（山西水利职业技术学院，山西运城０４４００４）　［摘要】受汾河下游河段的石滩、柴庄等水文站受灵霍山峡特殊地形的影响，其洪峰流量大于中游河段。为了了解　汾河流域下游降雨对洪水特性的影响，选取柴庄一河津段的洪水进行实例分析。结果：区间主降雨量与洪峰流量　大致成正比关系，河津断面的洪水主要由柴庄以上的洪水沿河道演进而来；上下游水文站洪峰流量之间成正相关　规律，其传播时间随着洪峰流量的增大而增大；成果可供该区域洪水预报参考。　【关键词】降雨量；洪水特性；洪峰流量；传播时间；汾河　［中图分类号】ＴＶ１２２；Ｐ３３．２　【文献标识码】Ｂ　［文章编号】１００３—１５１０（２０１６）０６—００１６—０３　１　概述　汾河是山西省境内最大的河流，在地理位置上　其流域处于中纬度大陆性季风带　’　，该区域气候为　浍河水库，控制流域面积１　３０１　ｋｍ　，是一座具有灌　溉、防洪、养鱼等综合效益的水库。该库于１９５９年　建成，总库容７　５１７万ＩＴＩ　，是晋南地区库容最大的一　座水库。１９９７～２００５年由国家投资对水库进行了　两期除险加固改造，在大坝右端增建无压泄洪洞，　大坝加高４　ｉｎ，溢洪道增设了闸门控制，右坝肩进行　了高喷防渗处理，工程总投资达８　９１８万元。除险　加固工程完成后，水库总库容提高到９　９６４万　。　半干旱、半湿润型，四季分明。由于受到季风气候　的影响，降雨的年际变化较大，年内分配不均，全年　７０％降雨量集中在６～９月份，并且多以暴雨形式出　现；降水量总体分布趋势为南北两端和东西两侧山　区高，中部盆地低。　汾河上游洪水在进人霍山峡地带经中游平原　型河道削减后　，洪峰就已大幅减小，一般不会对下　工程防洪标准达到１００年一遇洪水设计，１０００年一　遇洪水校核的部分标准。水库上游建有小河口水　库，控制流域面积３３８　ｋｍ　，总库容３２９　ｎｌ　。由于浍　游地带形成威胁。汾河下游干流洪水多由中、下游　及区间暴雨产生，尤以灵霍山峡和临汾段主要支流　产洪为主，形成历时短、洪峰较大、洪量较小的洪　水。在地区分布上，洪峰流量汾河上游大于中游，　但受灵霍山峡特殊地形的影响，汾河下游河段的石　滩、柴庄等水文站洪峰流量又大于中游段　。许多　专家学者针对各地河流的洪水传播规律及其特性　进行了大量的研究　．为了更详细的了解汾河流域　下游降雨对洪水特性的影响，选取柴庄～河津段的　洪水进行实例分析，通过分析洪水发生、传播的规　律得出不同量级洪水、不同区间来水及走向所产生　的洪水的过程，并对洪水作出预测。　河水库和小河口水库的调蓄，浍河汇入汾河的流量　微乎其微，可忽略不计。　该段选用站点２７处，其中水文站４处，雨量站　ｌ８处，气象站５处，共选用不同量级洪水ｌ４场，分析　统计了降雨时间、历时、大小、特陛、范围、分布。　３结果分析　３．１降雨量与洪水关系　柴庄～河津段共选用不同量级洪水ｌ４场（见　表１）。从表１中可以看出：所选１４场洪水中，有４　场区间无降雨，４场区间主雨雨量小于１　ｍｍ，４场区　问雨量小于５　ｍｍ；区间主雨雨量大的柴庄和河津的　洪峰流量也大，基本成正相关；而且，柴庄至河津区　２研究区域概况　柴庄～河津段，河段长１０７　ｋｍ，区间面积４　７９６　间中的洪水不易与干流遭遇，区间人流很小。因　此，河津断面的洪水主要由柴庄以上的洪水沿河道　演进而来。　ｋｍｚ。区间有一级支流浍河汇人，浍河干流上建有　【收稿日期１　２０１６－０９—２８　【作者简介】樊Ｉ￣（１９８７一），女，山西运城人，山西水利职业技术学院助教，硕士，主要从事水工结构教学与研究工作。　１６　

广西水利水电ＧＵＡＮＧＸＩ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ＆ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　２０１６（６）　３．２洪峰流量特性分析　针对上述统计的各场洪水，可以看出１９７１年洪　水洪峰流量的出现的时间比较集中，且出现频率较　高，对其进行分析，以第一场洪水洪峰流量出现时　间为起点，得到了柴庄和河津水文站的洪峰流量过　斌　鹫　豢　程线（见图１）。从图１可以看出：洪峰流量峰值出　现了两次，第二次的洪峰流量峰值小于第一次，且　持续时间也比第一次短。　运用该河段不同场次的洪水洪峰流量数据，对　其进行拟合，得到了各个河段上下游的洪水流量关　系曲线（见图２）。从图２可以看出：上游的洪峰流　量与下游的洪峰流量成正相关，向下游逐渐减小。　对上游柴庄与下游河津的洪峰流量数据进行拟合，　一　时间／ｈ　图１　１　９７１年柴庄和河津洪峰流量过程线　堰　得其关系曲线表达式为：Ｑ河津＝－０．ｏｏｏｏｏｏｏｏｌＱ　＋Ｏ．ｏｏｏｏｏ４Ｑ　柴庄一Ｏ．ＯＯ４ＯｌＱ　柴庄＋２．４５３８Ｑ柴庄一１８１．３８，　鬻　然　赞　庭　其相关系数为Ｒ　＝０．９６１。　计算３１场洪峰流量的衰减率（见表２）。对表２　的衰减率按不同的洪水量级进行统计，可以看出洪峰　流量的衰减率随着洪峰流量的增大有增大的趋势。　柴庄洪峰流Ｉ　（ｍ。Ｉｓ）　图２柴庄一河津洪峰流量相关关系图　１７　

２　３　４　５　６　７　８　９　ｍ　ｎ￡！Ｂ　：２　樊盼：汾河下游降雨对洪水特性的影响分析　４　３　２　２　４　２　ｌ　Ｏ　１　巧　强　Ｏ　１　５　６　８　『犍　表２柴庄一河津洪峰流量衰减率成果表　＝结论：　庳县柴庄洪峰河津洪峰衰减率良　柴庄洪河津洪衰减率　，（　／ｓ１　／（ｍ　，％　峰／（ｍ￣／ｓ）峰／（ｍ　／ｓ１　，％　（１）区间主雨雨量大的柴庄和河津的洪峰流量　津断面的洪水主要由柴庄以上的洪水沿河道演进　８　７　Ｏ　７　６　５　８　６　９　４　４　５　１　６　７　铀　沁　∞　”　也大，基本成正相关；柴庄至河津区间人流很小，河　３　４　２　３　９　Ｄ　４　６名＆　●４　而来；　＂　３　６　５　５　４　Ｏ　拍　如　（２）所选的各场洪水中，１９７１年洪水洪峰流量　出现的时间比较集中，且出现频率较高，洪峰流量　峰值出现了两次，第二次的洪峰流量峰值小于第一　６　５　５　６　４　９　４　９　＂　如　５　１　８　７　６　６　７　Ｏ　５　２　６　５　７　６　９　甜　ｎ　１，５　４　２　ｌ　９　５　２　３　３　５　９　４　６　３．３洪峰流量与传播时间相关关系分析　对３１个洪峰流量从柴庄到河津的传播时间统　计进行建立柴庄洪峰流量一传播时间相关关系图　（见图３），柴庄到河津平均传播时间ｌ７．４　ｈ。对柴庄　洪峰流量和传播时间关系进行分析可知，传播时间　随着洪峰流量的增大而增大，当洪峰流量在１００～　２５０　ｍ。／ｓ之间时，其传播时间在１３～２３　ｈ范围内；当　洪峰流量在２５０～７００　ｍ　／ｓ之间时，其传播时间在　１３—２０　ｈ范围内；当洪峰流量在７００～１　１００　ｍ　／ｓ之　间时，其传播时间在２０　４０ｈ范围内。　爆　鬻　蒜　时间／ｈ　图３柴庄洪峰流量一传播时间相关关系图　４结论　选取汾河下游柴庄至河津河段进行实例分析，　通过分析得出不同量级洪水、不同区间来水及走向　所产生的洪水过程，分析其洪水特性，可以得出以　１８　次，且持续时间也比第一次短；　（３）上游柴庄的洪峰流量与下游河津的洪峰流　量成正相关，向下游逐渐减小，按不同的洪水量级　进行统计，可以看出洪峰流量的衰减率随着洪峰流　量的增大有增大的趋势；对柴庄洪峰流量和传播时　间关系进行分析可知，传播时间随着洪峰流量的增　大而增大。　参考文献　【１１】　李英明，潘军峰．山西河流［Ｍ１．北京：科学出版社，２００４．　［２】刘超，秦毅，邓娜．黄河上游主要于支流近期降　雨、径流统计特征变化分ｆＪ１．水土保持学报，２００４，１８（１）：９７—９８．　【３】　陈彦平．汾河水库流域水文特性分析［Ｊ］．山西水土保持科　技，２００９（４）：２３—２５．　【４】孙美云，刘俊，左君，等．分段马斯京根法在黄河龙　——潼河段洪水预报中应用［Ｊ】．水电能源科学，２０１２（３０）：　４４—４６．　【５】谢蕊贤，汾河二库太原柴村段河道设计洪水影响分析【Ｊ］　防灾减灾，２０１１，９：１４—１６．　【６】　ＭＯＳＥＬＹＭ　Ｐ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｏｎ　ｃｈａｎｎａｌ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｉｎ—ｓｔｒｅａｍ　ｕｓｅｓ　ａｎｄ　ｉｎ　ａ　ｂｒａｉｄ　ｆｉｖｅｒ，ｏｈａｕ　Ｒｉｖｅｒ，　Ｎｅｗ　Ｚｅａｌａｎｄ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ，１９８２（１８）：８００—　８１２．　【７】陈仁升，康尔泗，杨建平，等．水文模型研究综述［Ｊ］．中国　沙漠，２００３，２３（３）：２２１—２２９．　【８］欧剑．飞来峡～石角河道洪水演进方法研究【Ｄ】．南京：　河海大学，２００４．　【９】　Ｋｅｌｌｙ，Ｋ．Ｓ．Ｋｒｚｙｓｚｔｏｆｏｗｉｃｚ，Ｒ．Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｐｒｏ—　ｃｅｓｓｏｒ　ｆｏｒ　ｐｍｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ　ｒｉｖｅｒ　ｓｔａｇｅ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ［Ｊ］。Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃ—　ｅｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０００，３６（９）：２６４３—２６５３．　（责任编辑：周群）　（英文摘要下转第２２页）　

朱彤：水情信息系统中通信链路的应用设计　移动网关路由器接人方式；　（２）北斗卫星通信具有通信可靠，通信质量高、　数据传输误码率低、容量大、功率小、通信不受地形　地域限制、投资不随通信距离增加而增加的优势，　但一次性投资和运行费用都较高，不宜全面推广使　用。宜在偏僻地区或作为备用信道方式在监测站　上使用；　●　Ｊ●　●●　●　１　●　ｎ　（３）ＰＳＴＮ信道通信质量好、设备简单、价格便　宜、技术成熟，但运行费用高、抵御大洪水的能力较　低，通常只用于备用信道使用，可将其与ＧＰＲＳ／￣ｔ斗　卫星通信的信道组成互为备份的双信道设计，以提　高信道传输的保证率。　（责任编辑：刘征湛）　・　●　‘　ｎ　・■　・　ＯｍｍｕｎｌＣａｎ０ｎ　ＩｌｎＫ　ｎｅＳｌｇｎ　０ｌ　Ｗａｔｅｒ　ｒｅｒｏｍｅ　ｉｎｔ０ｒｍａｔｉ０ｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ＺＨＵ　Ｔｏｎｇ　（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｗａｔｅｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｃａｒｒｉｅｒ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｇｉｍｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｑｕａｌｉｆｉｅｄ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｄｉｒｅｃｔ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ｏｆ　ｓｍｏｏｔｈ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｂａｎｄ　ｗｉｄｔｈ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｐｕｂｌｉｃ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｓ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ＧＲＰＳ，Ｂｅｉｄｏｕ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ａｎｄ　ＰＳＴＮ．Ａｎ　ｉｎｔｒｏ—　ｄｕｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｍａｄｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｌｉｎｋ　ｆｏｒ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｇｉｍｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｗａｔｅｒ　ｒｅｇｉｍｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＧＰＲＳ；Ｂｅｉｄｏｕ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅ；ＰＳＴＮ；ｐｕｂｌｉｃ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｃｈａｎｎｅｌ　ｄｅｓｉｇｎ　（上接第１８页）　Ｉｎｆ１ｎｎｕｅｎｃｅ　Ｏｌ　ｌｕｅｍ　ｏｆ　ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ　ｒａｉｎｆａｌｌａｏｗｎｓｔｒｅａｍ　ｒａ　　ｏｎ　ｆｌｏｏｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｔｌ　ｃｌｍｒａｃｔｅｒｌＳｔｌｃｓ　ＣＳ　ｏｆ　ｏｌ　ｅｎｎｅ　ＦｅｎｈｅＲｉｖｅｒ　ＦＡＮ　Ｐａｎ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｙｕｎｃｈｅｎｇ　０４４００４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｈｉｔａｎ　ａｎｄ　Ｃｈａｉｚｈｕａｎｇ　ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｌｏｃａｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｒ　ｒｅａｃｈｅｓ　０ｆ　Ｆｅｎｈｅ　Ｒｉｖｅｒ．ｗｈｅｒｅ　ｔｈｅ　ｐｅａｋ　ｆｌｏｗ　ｉｓ　ｇｒｅａｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｍｉｄｄｌｅ　ｒｅａｃｈｅｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｔｅｒｒａｉｎ　ｏｆ　Ｈｕｏｓｈａｎ　Ｇｏｒｇｅ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｌｅａｒｎ　ｍｏｒｅ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ　ｒａｉｎｆａｌｌ　ｏｎ　ｆｌｏｏｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｆｅｎｈｅ　Ｒｉｖｅｒ．ｆｌｏｏｄｓ　ｗｉｔｈｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｖｅｒ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｃｈａｉｚｈｕａｎｇ　ｔｏ　Ｈｅｊｉｎ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈａｔ　ｉｎｔｅｒｖｅｎｉｎｇ　ｍａｉｎ　ｒａｉｎｆａｌｌ　ｉｓ　ａｐ—　ｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｌｏｏｄ　ｐｅａｋ　ｆｌｏｗ；ｆｌｏｏｄ　ａｔ　Ｈｅｊｉｎ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｆｌｏｏｄｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ａｌｏｎｇ　ｒｉｖｅｒ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｕｐｓｔｒｅａｍ　ｏｆ　Ｃｈａｉｚｈｕａｎｇ．Ｔｈｅ　ｐｅａｋ　ｆｌｏｗｓ　ｏｆ　ｕｐｓｔｒｅａｍ　ａｎｄ　ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ　ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｔｒａｖｅｌ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｌｆｏｏｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｐｅａｋ　ｆｌｏｗ．Ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｔｕｄｙ　ｍａｙ　ｂｅ　ｒｅｆ—　ｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｌｏｏｄ　ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｅａ．ｆ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｆｌｏｏｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｐｅａｋ　ｌｆｏｗ；ｔｒａｖｅｌ　ｔｉｍｅ；Ｆｅｎｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　２２