白石水文.doc

重庆市忠县干井河白石镇河段综合治理工程初步设计报告 2 水文
2 水 文
2.1流域概况
2.1.1 设计流域概况
干井河系长江北岸一小支流，由东、中、西三支汇成，大部分流域面积在忠县境内，总流域面积910km2。流域形状近似一长方形，河流由西北流向东南。东支源于梁平境内双河场的烂泥子，流经兴丰、三元、黄金等地；中支是干井河干流，又名黄金河，源于梁平县境内的同兴场龙洞水，流经大观、太来、三汇等地；西支源于东山背斜的东侧，又名白石河，流经黄龙、高洞、白石等地，至孙家堡处汇入中支，再经杨家河到三角滩处与东支相汇，往下流经干井口注入长江。三条支流汇合后称为干井河。
设计河段位于重庆市忠县干井河白石镇区，白石镇区河段是干井河西支，又名白石河。设计河段分为三段，分别是白石河上游段、白石河下游段和其支流陈家沟。
白石河系干井河西支，设计河段上至分水岭河长44.7km，平均比降6.94‰，控制集水面积213.9km2，陈家沟河于缺口滩汇入白石河，设计河段白石河由此分为上下两段。白石河上段长771m，下段长1812m，控制集雨面积178.3km2，河段平均比降4.2‰。上游黄梅洞跌坎起至下游缺口滩为白石河上段，陈家沟于此处汇入，缺口滩至白石水库电站厂址为下段。设计河段上游1.7km处是白石水库坝址，白石水库经扩建后，总库容4166万m3，正常蓄水库容3820万m3，设计洪水计算应考虑上游白石水库的调洪削峰作用。
陈家沟是白石河右岸支流，控制集雨面积35.6km2，出口断面至分水岭河长9.81km2，平均比降67.8‰。
陈家沟流域面积小，流域内植被条件较好，洪水陡涨陡落，为典型的山区型河流。流域内的人类活动主要集中在沿河的阶地上，汛期常有田地房屋被洪水冲毁，因此，汛期工程河段泥沙主要表现为悬移质、小体积推移质及沿河两岸冲刷的残层，上游河道河床内多为漂卵石。
白石河流域及邻近流域水系图及水文、气象站分布见附图2-1。
2.1.2 参证流域概况
参证流域渠溪河流域与设计流域黄金河流域相邻，渠溪河流域面积1089km2，主河道长104km，平均比降3.51‰，参证站两河水文(二)站位于渠溪河上游，控制流域面积157km2。两河水文(二)站以上流域分为左右两支，主河道左支长23.2km，平均比降12.6‰，控制流域面积103.7km2；右支长11.9km，平均比降13.5‰，控制流域面积53.3km2。
两河(二)站以上流域属中、浅丘地带，海拔高程在250～580m之间。水系较发育，约呈长方形。山丘因受岩性、产状和侵蚀的影响，加之河流切割等，河床形态多为“V”型和“U”型。流域内出露砂泥岩层。土壤多为中砂壤土，植被一般。
设计流域与参证流域两河(二)站以上流域的地势、地貌大致相似，均处于川东平行岭谷区，主要发育有侵蚀堆积地貌及构造剥蚀地貌。两流域河道两岸都间有零星一级台地分布，有较多的冬水田，台地以上多为坡耕地，作物组成以水稻、小麦、玉米、红苕、豌胡豆为主，经济作物以油菜、花生等为主。
2.2气象特征
设计流域与参证流域均处于亚热带湿润季风气候区，受东南和西南季风的交替影响，具有四季分明、雨量较丰、冬暖春早、夏热多雨、伏旱频繁、秋季多绵雨的气候特征。冬季流域受偏北气流控制，气温低，雨量偏少。入春以后，降水天气系统逐渐加强，太平洋副高北跃西伸，副高西部的西南气流，导致孟加拉湾、南海的水汽不断输入本区，当与高空低槽和地面冷锋相配合，或受副高与西藏高压之间的低压系统控制并持续时，低压系统中的上升运动结合局地对流运动的发展，在本地区形成暴雨或特大暴雨。每年7月下旬～8月下旬，由于太平洋副高控制本区，此时会出现持续高温，形成盛夏伏旱天气。9月以后，太平洋副高南撤，流域内降雨又显著增加，但一般雨强较弱，形成绵绵细雨。
据资料统计，设计流域及邻近流域多年平均降雨量为1113.9～1344.7mm(实测期)，在空间分布上随着海拔高程逐渐升高，年平均降雨量呈递增趋势。各雨量站年降雨量特征值见表2-1。
设计流域及邻近流域雨量站年降雨量特征值表
表2-1
河 名
站 名
站 别
高 程
特 征 参 数
年 限
多年平均降雨
Cv
Cs/Cv
长 江
忠 县
气 象
250
1190.2
0.16
2.0
38
长 江
龙 宝
气 象
250
1203.1
0.19
2.0
41
汝溪河
双 河
雨 量
400
1261.3
0.14
2.0
37
黄金河
官 坝
雨 量
426
1197.2
0.15
2.0
33
渠溪河
两 河
水 文
250
1203.5
0.14
2.0
38
渠溪河
永 丰
雨 量
420
1185.0
0.20
2.0
27
普里河
梁 平
气 象
455
1279.1
0.18
2.0
44
普里河
余 家
水 文
303
1204.6
0.20
2.0
27
磨刀溪
大滩口
水 文
520
1243.0
0.13
2.0
20
磨刀溪
龙 角
水 文
140
1113.9
0.16
2.0
29
磨刀溪
龙 驹
雨 量
355
1189.3
0.14
2.0
23
磨刀溪
建 南
雨 量
650
1225.8
0.14
2.0
27
流域内降雨年内分配不均，据忠县气象站1960～1997年雨量资料统计：雨季从4月延续至10月，降水量约占全年的85.1%，其中以5、6、7三月降水量最多，约占年降水量的44.4%，12月至2月是流域枯季，其降水量约占全年的5.3%。降水量年际变化较大，据邻近的两河(二)站1959～1997年雨量资料统计：多年平均年降水量为1196.2mm，最大年降水量为1508.0mm(1982年)，最小年降水量814.8mm(1960年)，相差达693.2mm。暴雨多发生在5～9月，一次大暴雨过程多为1～3天，其中大部分雨量集中在24h内。一次大暴雨将笼罩设计、参证两流域，致使两流域同时发生大洪水，如1982年7月17日洪水和1986年7月25日洪水等。
白石河流域无气象站。由邻近的忠县气象站1960年1月～1997年12月资料统计：多年平均降水量1190.2mm，历年最大24h降水量225.4mm(1982年)；多年平均气温18.1℃；极端最高气温42.1℃，极端最低气温-2.9℃；多年平均蒸发量为1061.0mm；多年平均风速0.8m/s，多年平均最大风速9.6m/s，最大风速达20m/s以上；多年平均相对湿度80 %；多年平均日照时数1291.6h。
2.3水文基本资料
2.3.1水文站网分布及资料情况
设计流域无水文、气象及雨量站，但在邻近的渠溪河和汝溪河流域有两河水文站及官坝、永丰、双河等雨量站，在长江干流上有忠县气象站、龙宝气象站，在邻近的普里河流域有余家水文站、梁平气象站和合兴雨量站，在磨刀溪流域有龙角水文站、大滩口水文站及龙驹、建南、临溪等雨量站。各雨量站基本能控制流域内降雨在面上的分布。资料情况见表2-2。
黄金河及邻近流域水文、气象、雨量测站一览表
表 2-2
河 名
站 别
站 名
坐 标
站址地点
资 料 起

东经
北 纬
止 时 间
黄金河
雨 量
官 坝
107°53′
30°29′
忠县官坝村
65.4—07
雨 量
渠溪河
水 文
两 河
107°47′
30°13′
忠县两河村
58.6—07
水位、流量 、降雨
雨 量
永 丰
107°49′
30°19′
忠县永丰
66.5—07
雨 量
汝溪河
雨 量
双 河
108°10′
30°27′
忠县双河村
59.4—07
雨 量
长 江
气 象
忠 县
108°02′
31°18′
忠县城关
60.1—07
各气象要素
气 象
龙 宝
108°24′
30°46′
万州龙宝镇
55.1—96
各气象要素
普里河
气 象
梁 平
107°48′
30°41′
梁平梁山镇
51.1—96
各气象要素
水 文
余 家
107°57′
30°49′
万州余家场
67.5—96
水位、流量 、降雨
磨刀溪
水 文
大滩口
108°29′
30°34′
万州普安村
67.4—90
水位、流量 、降雨
水 文
龙 角
108°51′
30°49′
云阳龙角镇
58.6—97
水位、流量 、降雨
雨 量
龙 驹
108°38′
30°37′
万州和平村
64.5—87
雨 量
雨 量
建 南
108°32′
32°26′
利川县建南
58.4—87
雨 量
2.3.2测站控制及水文测验情况
1、测站沿革及资料情况
两河水文（一）站于1958年3月由四川省水电厅设立，1964年1月改由四川省水文总站领导。1968年改为水位站，该站位于忠县两河乡和平村，其地理坐标为东经107°45′，北纬30°12′，控制流域面积195km2。测验项目有水位、流量、降水。从1959年～1967年有9年完整的实测径流资料。1968年调整为水位站，至1978年有20年完整水位资料。由于受下游水电站回水影响，1979年上迁7.5km至两河场街背后，更名两河(二)站，继续观测水位。1980年恢复流量测验至今。两河(二)站地理坐标为东经107°47′、北纬30°15′，控制流域面积157km2 ， 至今共有29年水位资料和28年径流资料。
2、测验河段特性
两河(一)站测验河段顺直长约300m，两岸系粘土，河床系沙砾石，冲淤较大，水位在42.20m以下出现沙洲，不易测流，用临时断面测流。基本断面下游250m处有一大石梁，在基本断面和石梁之间有三个沙浅滩，再下游250m处1965年3月生产队修有高1m的堤坎，安设水轮泵。
两河(二)站测验河段顺直长约170m，两岸为乱条石砌保坎，河床系乱石，冲淤不大，下游95m处有一低拦河坝，控制条件较好。
两河(一)、(二)站断面有局部冲淤变化，低水由低坝控制，高水为河槽控制，水位流量关系为单一曲线。
3、水文测验情况
①水位观测
两河(一)站设有B.M.1、B.M.2、B.M.3，(二)站设有IV-30-5、川水NOB043等五个永久性水准点，(一)站为假定基面，(二)站为黄海基面，每年用三等水准校测，其高程未发生变动。两河(一)站和(二)站分别设有基本水尺一组，水尺型式(一)站为直立木桩木尺，(二)站为直立水泥桩木尺，1980年后增设自记水位计一台。水尺零高每年汛前汛后进行校核，未发现变动。水位观测枯水期采用两段制，汛期采用四段制，洪水过程守候观测，基本上能控制水位变化过程。
②流量测验
两河(一)、(二)站流量测验均以流速仪测流为主，布置测速垂线5～8条，多年平均测次170次，流速仪施测的水位变幅占年水位变幅的53.8%～98.3%。高水时采用浮标测流，浮标类型为草把，投放浮标10个左右，流速仪及浮标测速均能控制断面流速变化。两站历年施测大断面在2次以上，一般在汛前、汛后进行。两站水位流量关系曲线基本上呈单一线型，历年较稳定，故流量整编采用稳定的单一曲线推求。
4、基本资料复核
①水位资料复核
两河站水准基点及基本水尺按规范要求设立，高程经多次校测无变动，历年水位资料连续完整，未见缺、漏测等异常现象。
②流量资料复核
经对点绘的两河(一)站实测大断面图分析，可以看出历年断面冲淤变化很小，各年的局部冲淤引起的断面增减基本上可以互补，故历年水位面积关系点据密集。两河站历年浮标测速测次较少，经虚实流量对比分析，所用浮标系数基本合理，见表2-3。流速仪测速与浮标测速的点据相互衔接较好，历年水位流量关系呈单一曲线，且历年比较稳定，外延幅度较小，一般在10%以内，故该站的推流精度较高，可供工程设计使用。
两河站浮标系数分析表
表2-3
水 位
（m）
流速仪实测流量
(m3/s)
浮标法虚测流量
(m3/s)
实流量
K= -----------
虚流量
43.00
29.6
34.9
0.848
43.50
56.8
66.6
0.853
44.00
91.7
108
0.849
44.50
137
161
0.851
45.00
189
223
0.848
45.50
254
298
0.852
46.00
338
397
0.851
2.3.3参证站径流系列插补延长及合理性分析
1、径流系列插补延长
两河(一)站有1958年5月～1967年的实测径流资料，1958年5月～1978年的水位资料；两河(二)站有1979年～2007年的水位资料和1980年～2007年的实测径流资料。为了满足设计规范要求，需对缺测年份的径流系列进行插补延长。
根据两河(一)站1963～1967年实测水位流量资料点绘综合水位流量关系（见附图2-5），点据集中于一条带状线上，通过点群重心定出综合水位流量关系曲线。由定出的综合水位流量关系曲线插补出两河(一)站1968～1978年逐日平均流量和特征流量。两河(二)站1979年逐日平均流量和特征流量根据该站1980年水位流量关系曲线插补而得。由于两河(一)、(二)站相距较近(约7.5km)，区间无大支流加入。因此，采用面积比拟法将(一)站1959～1978年逐日平均流量直接转换到(二)站，与(二)站1979～2007年径流资料组成1959～2007年共49年的年、月径流系列。
2、插补延长成果合理性分析
根据插补延长的两河(二)站1959年4月～2007年3月共48年（水文年）径流系列分析，系列中包含了丰、平、枯水年或年组，其中：1970年4月～1974年3月(除1971年为中偏枯)、1979年4月～1985年3月（除1981年为枯水年）、1996年4月～2001年3月（除1997年为枯水年）基本为丰水年组；1959年4月～1965年3月（除1963年为中水年）、1974年4月～1979年3月（除1975年为中偏丰）、2001年4月～2007年3月（除2005年为中偏丰）基本上为枯水年组。其余年份丰、枯交替。系列中大于多年平均值的年份为23年，小于多年平均值的年份为25年。又据年径流累进平均过程曲线看，逆时序累进平均，当系列长度达到28年以上时，其均值的变幅明显变小，在3%以内。综上所述，该径流系列具有一定的代表性。
2.4 洪水
2.4.1暴雨洪水特性
设计流域地处亚热带湿润季风气候区。洪水由暴雨形成，洪水发生时间与暴雨一致。每年4月开始进入汛期，5～9月是本流域暴雨多发季节，特大暴雨、洪水常发生在此时期。而8月本流域常发生伏旱，若遇暴雨也有较大洪水发生。10月以后，副高南移，流域内降水较多，但雨强较小，一般不会形成大洪水。据两河(二)站统计资料看，该地区暴雨出现较早，结束较晚，年最大流量出现时间为4～9月，但4月、9月各出现一次，且量级较小。从年最大洪水流量出现频次和量级看，主汛期应为5～8月。
白石河流域为山区性河流，洪水具有汇集快，洪水过程陡涨陡落，峰型尖瘦，峰顶持续时间短的特点。根据两河(二)站1980～2007年实测洪水资料统计：最大流量多出现在5～8月，洪水过程多为单峰，历时24～72h，最大洪量主要集中在24h内，约占三日洪量的76%。
2.4.2历史洪水
1、历史洪水复查
为了进行历史洪水复核，2011年8月初，我院水文人员对设计河段进行了历史洪水调查。主要调查到1982年大洪水。仅访问到1982年7月的大洪水。1870年洪水在调查河段也有反应，但无洪痕。1982年7月洪水是下川东的一场特大暴雨所形成，主雨区在龙角站和长江两岸。忠县也在雨区之内，但不居于中心位置，因此，1982年洪水在近40年来是一次较大的洪水。从两河站37年最大24h暴雨系列看，1982年24h和三日暴雨均处于第一位。
2000年5月，忠县水电局组织了人员对白石水库坝下河段即设计河段进行了补充历史洪水调查测量，调查到近期大洪水年份有1982年、1986年。通过推流计算，白石河上游段1982年洪峰流量为724m3/s，1986年洪峰流量为865m3/s；陈家沟1982年洪峰流量为315m3/s。
1974年7月，长江委在两河水文站测验河段进行过历史洪水调查，调查到的最远年份是1870年，其次是1917年。采用1965～1967年3年综合H～Q曲线延长，推得1870年洪峰流量为1020 m3/s，1917年洪水为685 m3/s（已刊布在《四川省洪水调查》上）。
2、历史洪水重现期确定
（1） 1870年洪水
长江委1974年在两河河段进行了历史洪水调查，据岳正道(80岁，以下所述年龄均为1974年起算)讲：“听说老庚午年水涨得最大，城里老官庙都淹了，水淹到岳家坝岳国法门口，地坝边可洗脚，大金滩还有刻字”。何道举(69岁)说：“后面团团田也淹了”。何德文(62岁)说：“听老人们说：老庚午年水涨得很大，两河街上进了水，道塘口冲了几间房子下来，大金滩有刻字，我们这里水淹到前面这块田，吊楼下已进水”。1870年洪水在邻近的普里河、磨刀溪、龙河等流域都是近百余年来首大洪水。
（2） 1917年洪水
岳正道说：“我出世见过两次大水，在十七、八岁时(按：推算应为十三四岁，1917年)那河水没有老庚午年大，水淹到大丘田，我看到街上猪圈打下来”。何道举说：“大概是民国几年，我才几岁，涨了一河大水，河那边田淹了，这边下面的田也淹了”。何德文也指认了该场洪水。
（3） 1982年洪水
1982年7月洪水是发生在下川东的一场影响范围较大的特大暴雨所形成的大洪水。虽然设计流域不处于暴雨中心，但也在雨区之内。根据两河站实测径流看，其洪峰流量为798 m3/s，比1986年略小，但其24h和三日洪量远远大于1986年洪水。在邻近的普里河和磨刀溪流域，该场洪水均是自1870年以来的次大洪水。
（4） 1986年洪水
1986年7月25日洪水是发生在近年的一场特大洪水，也是两河站实测最大洪水，实测最大流量837m3/s，设计流域附近几个雨量站观测的24h降水量均在100mm以上，暴雨中心在两河(二)站以上流域。
由于小流域无历史文献资料记载洪灾情况，因此历史洪水重现期不能再往前推，故根据调查访问情况和邻近流域历史洪水重现期考证情况分析，1870年洪水为设计、参证流域百余年来首大洪水，重现期定为140年一遇，1986年重现期定为70年一遇，1982年重现期定为45年一遇，1917年重现期定为35年一遇。
2.4.3设计暴雨
2.4.3.1设计点暴雨计算
（1）代表站的选择
设计流域无暴雨资料，本次收集了邻近流域气象、水文、雨量等9站的暴雨资料。经对各站暴雨资料进行检查，资料连续完整，相互对照未发现异常。采用年最大值法，对各站最大6h、24h、三日暴雨进行了统计分析，现将各站年最大24h暴雨统计参数列于表2-4。

各站年最大24h暴雨统计参数表
表2-4
站名
项目
忠县
两河
双河
官坝
永丰
余家
万县
合兴
大滩口
H24(mm)
91.2
92.4
99.9
97.4
93.0
102.7
107.3
112.0
101.5
Cv
0.43
0.30
0.32
0.35
0.40
0.48
0.48
0.48
0.52
Cs/Cv
4.50
3.50
3.50
3.50
3.50
4.50
4.50
4.50
4.50
从上表可看出，这些站的均值及变差系数变动较大，反映了本地区暴雨面上分布特点，即本地区暴雨强度有由东向盆地腹部减小的趋势，且一次较大暴雨将笼罩整个地区。由于设计河段所在流域无雨量站，为推求该水库工程的设计暴雨，本阶段从地区综合法—中值法和代表站法两个途径来对暴雨进行对比研究，从中选择更接近设计流域情况的成果。
① 中值法：根据设计流域所处地理位置，选取靠近本工程河流的忠县、两河、永丰、官坝、双河等五站的暴雨资料，采用中值法，求得该地区24h暴雨参数的均值为94.8mm，Cv=0.35，Cs/Cv=3.50。三日暴雨参数的均值为122.5mm，Cv=0.40，Cs/Cv=4.5。
② 代表站法：由于黄金河官坝站的高程与设计河段所在流域的平均高程相近，又属同一暴雨区，故选取官坝站为代表站。根据官坝站暴雨资料求得24h暴雨均值为97.4mm，Cv=0.35，Cs/Cv=3.50。三日暴雨均值127.6mm，Cv=0.40，Cs/Cv=4.5。
从以上两方法所得的暴雨成果可以看出两者结果较接近。考虑到官坝站与设计流域邻近，同属黄金河流域，又属同一暴雨区，因此，选择官坝站为设计河段推求设计暴雨的参证站。
（2）系列代表性分析
官坝站实测暴雨系列中，1965～1967年、1980～1982年为大暴雨段，1971～1973年、1990～1992年为小暴雨段，其余年份大、小交替出现。实测年最大24h暴雨均值系列逆时序滑动在1988年后，均值和Cv值基本稳定。该站实测年最大6h暴雨量为140.9mm(1981年)，24h暴雨量为181.1mm(1981年)，三日暴雨量为283.8mm(1982年)在本地区都属较大值，说明官坝站的暴雨系列具有一定的代表性。
邻近流域主要测站实测最大24h暴雨对照表见表2-5。
主要测站实测最大24h暴雨对照表
表2-5
站名
项 目
忠县
两河
双河
官坝
永丰
余家
合兴
大滩口
实测24h暴雨
225.4
152.3
155.0
181.1
198.0
244.6
283.3
222.8
发生年份
1982
1982
1982
1981
1982
1989
1989
1982
（3）设计点暴雨计算
由于本地区缺最大1/6小时、1h暴雨资料，因此本次采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》(以下简称《手册》)中最大1/6小时、1h暴雨均值及变差系数等值线图的查值成果；6h、24h设计暴雨采用官坝站资料；经对各种历时暴雨系列进行频率计算，用P—Ⅲ型曲线适线后，求得设计河段点暴雨设计成果见表2-6。官坝站最大6h、24h暴雨频率曲线见附图2-2、2-3。
白石镇河段治理工程设计点暴雨成果表
表2-6
时 段
均 值
(mm)
Cv
Cs/Cv
设 计 暴 雨 P(%)(mm)
0.2
0.5
1.0
2.0
5.0
10
1/6h
15
0.37
3.50
37.35
34.05
31.5
28.95
25.35
22.35
1h
40.0
0.40
3.50
112.8
101.2
92.4
83.2
71.0
61.4
6h
65.1
0.50
3.50
226.0
198.8
178.1
157.2
129.4
108.0
24h
97.4
0.35
3.50
245.8
222.9
205.3
187.3
162.6
143.1
（4）成果合理性分析
将不同时段暴雨频率曲线点绘在一张图上，各频率曲线无交叉现象，另外设计成果与邻近流域其它测站成果和《手册》的数值相协调，符合地区变化规律，故认为设计成果是合理的。
2、设计面暴雨
本地区无定点定面的暴雨分析成果，故采用《手册》中用动点动面资料分析综合时面深折减系数，计算面平均暴雨量。
由《手册》查得设计流域属长江河谷区，查得白石河河段积水面积208.6km2的点面折减系数α6=0.945，α24 =0.961。设计河段设计面暴雨成果见表2-7。
设计河段设计面平均暴雨成果表
表2-7
P(%)
时段
0.20
0.50
1.0
2.0
5.0
10.0
1/6h
37.35
34.05
31.5
28.95
25.35
22.35
1h
112.8
101.2
92.4
83.2
71.0
61.4
6h
213.6
187.9
168.3
148.6
122.3
102.1
24h
236.2
214.2
197.3
180.0
156.3
137.5
3、设计雨型
⑴ 雨型特征分析
为拟定符合设计流域暴雨特点的设计雨型，本次对当地的暴雨特征进行了分析。根据忠县、两河、双河、官坝、永丰、余家等六站共44场暴雨过程，统计暴雨雨峰出现个数及位置，主雨峰出现位置在前的有23次，居中的有18次，靠后的有3次，故选择雨峰在前的雨型。
据统计，一场降雨过程实际历时20～60h，其主雨峰过程持续4～12h，一场降雨过程包含1～2个雨峰，雨峰之间的时间间隔3～24小时。
⑵ 雨型选择
根据对当地暴雨特性的分析和资料条件，选择与地区综合成果相似，且在本地区影响较大的忠县站1982年7月16日～19日特大暴雨作为典型雨型。该雨型实际雨时47h，主雨峰出现在第9个时段(△=1h)，包含两个“雨峰过程”，其间隔时间为11h。
4、设计暴雨过程的推求
以“82.7.16”典型暴雨过程为模型，用各时段设计暴雨作控制，采用同频率缩放法推求得设计河段设计暴雨过程。典型暴雨过程见表2-8。
24h设计雨型逐时（⊿t=1h）分配比值表
表2-8
时 段
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6h分配比

0.072
0.029
0.117
0.071
0.071
0.461

其余18h配比
0.008
0.007
0.006

0.011
0.001
0.001

时 段
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
6h分配比

其余18h分配比
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.009
0.035
0.038
0.023
0.004
0.024
0.011
2.4.4设计洪水
2.4.4.1 白石水库扩建工程设计洪水成果及调洪演算
1、白石水库扩建工程设计洪水成果
白石水库扩建工程为中型水库，拦河坝为重力坝，永久性建筑物级别为3级，按规范要求推算P=2%的设计洪水及P=0.2%的校核洪水。
设计流域无实测洪水资料，但设计流域与参证流域渠溪河两河(二)站以上流域在自然地理、气象、水文特性等方面具有相似性，且两流域控制流域面积相差不大，故白石水库扩建工程坝址设计洪水用面积比移用两河(二)站设计洪水；另外采用设计暴雨推求坝址设计洪水加以比较；并用工程河段洪调成果进行合理性分析。白石水库扩建工程设计洪水最终采用的是面积比拟两河（二）站洪水成果。
⑴ 参证站设计洪水计算
根据查补延长后的1959～1997年年最大流量、24h洪量、三日洪量和1870年、1917年历史洪水，采用P=M/(N+1)和Pm=a/(N+1)+[1-a(N+1)]×(m-L)/(n-L+1)公式计算历史洪水和实测系列的经验频率，用P-Ⅲ型曲线适线确定统计参数，1959～1997年两河（二）站峰量设计成果见表2-9。

1959～1997年两河(二)站设计洪水成果表
表2-9
项 目
设 计 洪 水
备 注
Qp
(m3/s)
24h洪量
(万m3)
三日洪量
(万m3)
统计参数

Q
255
772
1160

Cv
0.68
0.49
0.59

Cs/Cv
3.0
3.0
3.5

各种频率洪水
%
0.2
1170
2520
4780

0.5
1010
2240
4130

1.0
884
2030
3650

2.0
762
1810
3170

3.3
674
1640
2820

5.0
601
1510
2530

10.0
480
1280
2050

20.0
359
1030
1570

50.0
201
683
945

⑵ 白石水库扩建工程坝址设计洪水计算
由于设计流域与参证站以上流域在自然地理、气象、水文特性上具有相似性，且流域面积相差不大，因此按面积比的0.67次方和1次方分别将两河(二)站设计洪水峰、量移至坝址处，见表2-10。
白石水库扩建工程坝址设计洪水成果表
表2-10
P(%)
项目
0.2
0.5
1.0
2.0
3.3
5.0
10.0
20.0
50.0
Qp(m3/)
1250
1080
943
813
719
641
512
383
215
W24h(万m3)
2780
2470
2240
1990
1810
1660
1410
1130
753
W3日(万m3)
5270
4550
4020
3490
3110
2790
2260
1730
1040
2、白石水库扩建工程调洪演算成果
设计、校核洪水采用坝址洪水过程线，典型洪水过程为1982年实测洪水过程线，设计洪水标准为P=2%，校核洪水标准为P=0.2%。水库溢流坝设5孔7×3.5m2平面钢闸门，溢流坝顶高程分为351.0m，泄流能力曲线见表2-11。

水库溢流坝泄流能力曲线表
表2-11
高程(m)
351
351.5
352
352.5
353
353.5
354
355.5
356
357
357.5
358
泄流量(m3/s)
0
22.9
64.9
119
183
256
337
519
725
953
1075
1201
水库洪水调度原则为：汛期不设限制水位，蓄满后在354.0m运行，供水时低于354.0m运行，若有较大洪水，闸门逐次开启，当入库洪水大于354.0m敞泄的过水能力时，水库蓄洪，水位超过354.0m；退水过程中，当水位消落至354.0m即逐次下闸，保持354.0m水位，水库按天然流量下泄，直到洪水消尽全闭闸门。
调洪按静库容水量平衡法计算，调算结果水库的设计、校核洪水位为354.97m、355.92m，下泄流量为512 m3/s、708 m3/s，水库容积为3994万m3、4166万m3，正常水位以上滞洪库容为174万m3、346万m3，削峰效果为37%、43.4%。
2.4.4.2本工程洪水标准
根据中华人民共和国国家标准（GB50201-94），工程河段可按乡村防护区的等级和防洪标准考虑，国标关于乡村防护区的防洪标准如表2-12所示。
乡村防护区的等级和防洪标准
表2-12
等级
防护区人口
（万人）
防护区耕地面积
（万亩）
防洪标准
[重现期（年）]
Ⅰ
≥150
≥300
100～50
Ⅱ
150～50
300～100
50～30
Ⅲ
50～20
100～30
30～20
Ⅳ
≤20
≤30
20～10
由上表可见，工程河段属Ⅳ级防护标准要求，考虑到工程区属山丘区，根据其重要性、洪水危害程度和防护区具体情况，堤防防洪标准采用20年一遇设计。
2.4.4.3本工程设计洪峰流量
1、洪水计算方案
设计流域无实测洪水资料，但设计流域与参证流域渠溪河两河(二)站以上流域在自然地理、气象、水文特性等方面具有相似性，且两流域控制流域面积相差不大，故白石镇河道治理工程设计洪水用面积比移用两河(二)站设计洪水；另外采用设计暴雨推求设计洪水加以比较；并用工程河段洪调成果进行合理性分析。
2、白石河设计洪峰流量计算
⑴ 参证站设计洪水计算
以两河(二)站查补延长后的1959～2007年年最大流量分别与年最大24h和年最大三日洪量点绘相关线，相关点基本集中一带状线上，通过点群重心定线，查补出1870年、1917年及1968～1980年24h和三日洪量。
根据查补延长后的1959～2007年年最大流量、24h洪量、三日洪量和1870年、1917年历史洪水，采用P=M/(N+1)和Pm=a/(N+1)+[1-a(N+1)]×(m-L)/(n-L+1)公式计算历史洪水和实测系列的经验频率，用P-Ⅲ型曲线适线确定统计参数，峰量设计成果见表2-13。
1959～2007年两河(二)站设计洪水成果表
表2-13
项 目
设 计 洪 水
备 注
Qp
(m3/s)
24h洪量
(万m3)
三日洪量
(万m3)
统计参数

Q
254
772
1160

Cv
0.68
0.49
0.59

Cs/Cv
3
3.0
3.5

各种频率洪水
%
0.2
880
2520
4780

0.5
759
2240
4130

1.0
672
2030
3650

2.0
599
1810
3170

3.3
478
1640
2820

5.0
358
1510
2530

10.0
254
1280
2050

20.0
0.68
1030
1570

50.0
3
683
945

⑵ 白石镇河道治理工程设计洪水计算
① 面积比移用两河(二)站洪水成果
由于设计流域与参证站以上流域在自然地理、气象、水文特性上具有相似性，且流域面积相差不大，因此，按面积比的0.67次方和1次方分别将两河(二)站设计洪水峰、量移至工程河段处，见表2-14。

白石镇河道治理工程设计洪水成果表
表2-14
P(%)
项目
1.0
2.0
3.3
5.0
10.0
20.0
50.0
白石河下游
1080
931
824
735
586
439
312
白石河上游
943
813
719
641
512
383
215
② 用推理公式和瞬时单位线法推求坝址设计洪水
a、推理公式的计算参数
设计流域参数：在1/10000航测图上量算得：白石河上游河段，F=178.3km3，L=40.4km，J=6.94‰；白石河下游段，F=213.9km3，L=44.7km，支沟陈家沟河道比降较大，因此考虑其对洪峰流量有明显影响，因此考虑去河道比较，白石河下游段河道加权平均比降为27.5‰。
暴雨参数:设计雨力Sp及暴雨公式指数n，由设计暴雨成果按《手册》中相应公式计算。
产汇流参数:采用《手册》公式计算，即μ=4.8F-0.19，Cv=0.18，Cs/Cv=3.5;汇流参数m由设计流域特征参数查《手册》分区综合公式得m=1.222。
b、综合瞬时单位线法的产、汇流参数
产流参数：流域平均暴雨损失量If，查《手册》中的综合分区图，设计流域为30mm，流域平均稳定入渗率fc，查《手册》综合分区图为