河湖和水利工程管理及保護(hù)范圍劃界設(shè)計(jì)洪水位線確定

河湖和水利工程管理及保護(hù)范圍劃界設(shè)計(jì)洪水位線確定

0江、黃河、黃河、大力陜西省以秦嶺為界的南北河流屬于長(zhǎng)江水系和黃河水系。主要河流包括漢江、丹江、嘉靖、黃河、清河、涇河、羅河和無定河。由于歷史原因大部分水利工程的管理范圍及保護(hù)范圍界限不清，為了落實(shí)“河長(zhǎng)制”相關(guān)責(zé)任，根據(jù)陜西省《河湖和水利工程管理范圍及保護(hù)范圍劃界技術(shù)指南（試行）》（陜水河湖發(fā)[2019]12號(hào)）要求1流域和水利工程的基本組成1.1河流干流及泥石流紅柳河系黃河以及支流無定河的源頭河段。發(fā)源于白于山北麓，下游出省界進(jìn)入內(nèi)蒙后即稱無定河，新橋水庫以上河道支流呈現(xiàn)葉脈狀，流域內(nèi)溝壑密布，除干流段外，支流均無常流水，新橋水庫以下至內(nèi)蒙古省界，干流兩岸無支流匯入。紅柳河干流中段有新橋水庫，下段有金雞沙水庫。干流上段在支流中1962年建成營盤山水庫，1980年建成楊伏井水庫。紅柳河支流石窯溝，于1979年建成水路畔水庫。支流八里莊溝，1978年建成邊墻渠水庫。支流石拐子溝，20世紀(jì)70年代建成周灣水庫。新橋水庫位于靖邊縣西北部無定河上游紅柳河干流上，距靖邊縣城40km，是一座兼有防洪、攔泥、灌溉等多種任務(wù)的綜合利用水庫。水庫樞紐工程由大壩、放水洞和引洪渠等組成。新橋水庫控制流域面積1332km1.2降水量隨時(shí)間的變化由于紅柳河流域位于毛烏素沙漠南緣地帶，屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，冬季受西北利亞冷氣團(tuán)控制，形成較強(qiáng)勁的西北季風(fēng)，氣候嚴(yán)寒而干燥，夏季副熱帶高壓的西南和東南氣流受當(dāng)?shù)匕子谏接绊?，使流域源區(qū)降水量增加，而其他區(qū)域降水量相對(duì)稀少，當(dāng)副熱帶高壓較強(qiáng)時(shí)，往往夏末初秋降水量增大，且多雷陣雨或局部暴雨。據(jù)統(tǒng)計(jì)，多年平均降水量424mm，其中7月～9月降水量占全年降水量的74.3%，最大降水量744.6mm(1964年）和最小降水205mm(1965年）相差3.6倍以上，最大日降水量150mm(1977年7月6日）。受毛烏素沙漠影響，流域內(nèi)晝夜溫差懸殊，流域內(nèi)年平均氣溫7.8℃，極端最高氣溫37.7℃（1966年6月21日），極端最低氣溫-29.5℃（1975年12月12日），年蒸發(fā)量1275mm，無霜期130d～146d，最大風(fēng)力10級(jí)，歷年最大風(fēng)速24m/s，多年平均最大風(fēng)速14.5m/s，風(fēng)向多為西北，多有沙暴、冰雹災(zāi)害天氣，最大凍土深度1.06m。年平均日照時(shí)數(shù)2760h，光能潛力大。2設(shè)計(jì)洪水計(jì)算2.1暴雨洪水特性紅柳河流域的洪水是由暴雨形成的，因而洪水與暴雨有著相同的特性，暴雨集中在7月～9月，暴雨過程歷時(shí)短，強(qiáng)度大，由此而形成的洪水亦在7月～9月，洪水來勢(shì)猛，峰型尖瘦，峰高量小。2.2種方法的計(jì)算設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算采用匯水面積相關(guān)法、地區(qū)綜合參數(shù)法和水文比擬法三種方法進(jìn)行計(jì)算。由于劃界河段有支流加入，面積相差較大，將劃界河段劃分為5段分別計(jì)算各段的設(shè)計(jì)洪水。各段河流特征值見表1。2.2.1水面積相關(guān)法結(jié)果根據(jù)《榆林地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè)》中洪峰流量匯水面積相關(guān)法進(jìn)行計(jì)算式中：Q按黃土丘陵溝壑區(qū)，查《榆林地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè)》中的洪峰流量—相關(guān)參數(shù)表（表6-9），計(jì)算結(jié)果見表2。2.2.2調(diào)查頻率與n值采用下式計(jì)算：式中：Q本公式適應(yīng)范圍為流域面積小于1500km由《榆林地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè)》找出各頻率對(duì)應(yīng)的c、α、m、n值，并查6h均值圖和C2.2.3比較當(dāng)前文本的方法(1）洪水流量及頻率分析青陽岔水文站位于陜西省靖邊縣青陽岔鄉(xiāng)青陽岔村，1958年10月21日建站，由黃河水利委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)，控制流域面積586km(1)可靠性分析：青陽岔水文站屬國家基本水文站，自1958年～2019年具有連續(xù)61a實(shí)測(cè)洪水資料，成果均編入國家水文年鑒。該站測(cè)驗(yàn)河段較順直，河床為沙卵石，沖淤變化大，測(cè)站控制條件良好。該站中、低水采用流速儀法測(cè)流，高水采用浮標(biāo)測(cè)流，經(jīng)抽樣檢查，歷年洪水過程控制完整，測(cè)驗(yàn)方法符合規(guī)范要求，浮標(biāo)系數(shù)采用合理，年最大流量系列資料連續(xù)，洪水流量資料可靠。(2)青陽岔站洪峰流量資料一致性處理：青陽岔站有1958年～2019年歷年實(shí)測(cè)年最大洪峰流量，2010年10月后斷面下遷34km，集水面積增加到1260km(3)代表性分析：青陽岔站1959年～2019年共有61a較長(zhǎng)實(shí)測(cè)年最大洪峰流量資料系列，且包含有豐、平、枯水年，系列代表性好。(4)青陽岔站洪峰流量系列特大值處理：青陽岔站河段歷史上未發(fā)生大洪水，但實(shí)測(cè)系列中1964年、2017年洪水明顯偏大，需要做特大值處理。據(jù)歷史調(diào)查洪水分析，2017年8月26日實(shí)測(cè)洪峰流量1200m(5)青陽岔站洪峰流量系列頻率計(jì)算：通過還原計(jì)算，得到該站1959年～2019年61年系列的洪水資料。將1970年洪水按特大值處理，組成不連序系列。采用皮爾遜Ⅲ型曲線，應(yīng)用頻率分析計(jì)算程序，按不連續(xù)系列參數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算參數(shù)初始值，用離差平方和準(zhǔn)則先進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，再經(jīng)目估適線，適線時(shí)著重考慮曲線中、上部的較大洪水點(diǎn)據(jù)調(diào)整統(tǒng)計(jì)參數(shù)，計(jì)算成果見表4。頻率曲線見圖1。(6)參證站成果合理性分析將本次的計(jì)算成果與《新橋水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)報(bào)告》、《金雞沙水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中對(duì)青陽岔站洪峰頻率分析成果進(jìn)行對(duì)比，見表5。本次設(shè)計(jì)流量值比較，小于前兩次的設(shè)計(jì)成果，由于劃界河段從新橋水庫大壩開始，新橋水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)洪水成果已經(jīng)水利廳批復(fù)，因此本次采用已批復(fù)的新橋水庫洪水成果作為本次劃界設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果。(2）計(jì)算有限河流洪水的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)劃界河段各控制斷面設(shè)計(jì)洪水以青陽岔作為參證站，按水文比擬法（洪峰面積指數(shù)為2/3）計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水成果見表6。2.2.4地區(qū)綜合參數(shù)法偏小，面積確定法偏大。圖2本次劃界河段各控制斷面設(shè)計(jì)洪水，按以上三種計(jì)算方法進(jìn)行了計(jì)算。從計(jì)算結(jié)果看出，匯水面積相關(guān)法偏小，地區(qū)綜合參數(shù)法偏大，面積比擬法適中。由于劃界河段從新橋水庫大壩開始，新橋水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)洪水成果采用成果為以青陽岔站為參證站的面積比擬法成果，該成果為水利廳批復(fù)成果，因此采用以青陽岔站為參證站的面積比擬法成果作為本次劃界設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果。各斷面設(shè)計(jì)洪水成果見表6。3不同保護(hù)范圍根據(jù)《河湖和水利工程管理范圍及保護(hù)范圍劃界技術(shù)指南（試行）》（陜水河湖發(fā)[2019]12號(hào)），新橋水庫庫區(qū)保護(hù)范圍按新橋水庫校核洪水位劃界，庫區(qū)以上按10年一遇洪水位劃界。洪水位采用能量守恒方程計(jì)算水面線，起始水位由曼寧公式計(jì)算出，然后從