1、石汶河入河口设计洪水分析报告石汶河入河口设计洪水分析报告泰安水文水资源勘测局水文水资源评价水文证乙字第号2012年05月 泰1设计洪水基本情况1.1设计洪水断面情况及计算内容石汶河拦河闸断面位于岱岳区佟家庄村东部，地理坐标为北纬3612，东经11719，拦河闸断面至黄前水库坝下区间流域控制面积为53.6km2，河长14.5km,平均比降0.0027m/m；石汶河入河口位于泰山区邱家店镇刘家疃村东部，地理坐标为北纬3611，东经11720，入河口至黄前水库坝下区间流域控制面积为62km2，河长17.6km,平均比降0.0029m/m。断面上游建有中型水库1座（黄前水库）。设计洪水分析计算的主要内
2、容为：推求石汶河入河口断面二十年一遇设计洪水和施工期五年一遇设计洪水；复核石汶河拦河闸断面二十年设计洪水。表1-1 各设计洪水分析计算断面情况表断面编号位 置断面以上面积（km2）河道干流平均比降（m/m）拦河闸断面岱岳区佟家庄村53.60.0027入河口断面泰山区刘家疃村62.00.00291.2计算步骤由于石汶河断面无实测流量资料，而其流域附近有黄前、下港和范镇等3处雨量站，且有较长系列资料，故本次断面区间设计洪水过程采用暴雨资料推求，然后分别将黄前水库泄水流量用马斯京根法分段连续演算至各断面，再将分析演算的水库泄水流量过程与区间设计洪水过程线叠加，求得各断面二十年一遇的设计洪水成果（施工
3、期设计洪水推求方法同）。1.3设计标准根据国标水利水电工程等级划分及洪水标准SL44-2000确定设计洪水标准。本次断面设计洪水标准为二十年一遇；施工期设计标准为五年一遇。设计断面见下图1-1图1-1 石汶河流域及设计断面位置图2由暴雨资料推求区间设计洪水2.1由直接面雨量法推求区间设计洪水2.1.1暴雨资料石汶河下游无实测流量资料系列，但区间附近均匀分布有黄前、下港、范镇等三处雨量站，有19652011年共47年实测降水量资料系列，各站资料观测均按水文观测规范规定观测，每年都由水文部门按照水文资料编印规范对所观测的资料进行整编、刊印成册，其观测成果精度高、可靠性强，且资料系列中包含丰、平、枯
4、水年份，资料具有较好的代表性。因此，本次区间设计洪水采用由实测暴雨资料系列推求，区间面雨量利用算术平均法计算。2.1.2设计雨期的确定19652011年石汶河断面区间流域最大24小时雨量大于140mm的降雨有12场。经过对这12场降水的分析可知，最大24小时雨量占最大72小时雨量的比重为81%100%，平均为90%。由此可见，形成石汶河断面区间流域洪水的降雨主要为最大24小时降雨量。但考虑到最大24小时以外的雨量对流域前期影响雨量及复式洪水的影响，且最大72小时雨量和最大3日雨量同步，故本次设计计算采用雨期为3日。2.1.3 设计面雨量的分析计算面雨量的统计采用年最大值法选样，系列为19652
5、011年，共47年。在n项连续最大降水量系列中，按大小排序的第m项最大降水量的经验频率按Pm采用数学期望公式进行计算：式中：m=1，2，n以矩法初估统计参数和Cv，取偏态系数Cs=3.5Cv,采用P型曲线适线，以理论曲线与经验点据拟合较好为原则, 并重点考虑曲线图中上部的点据拟合情况，确定石汶河断面以上区间流域各频率年最大24小时及年最大3日面雨量频率曲线，见图2-1和图2-2；各断面设计面雨量成果见表2-1。表2-1 区间流域设计面雨量成果表流域项目均值（mm）Cv设计频率面雨量（mm）计算适线5%区间H24109.00.390.42198.13H3日127.30.380.41228.74
6、图2-1石汶河断面区间最大24小时降水量频率曲线图2-2石汶河断面区间最大3日降水量频率曲线2.1.4区间设计洪水推求2.1.4.1净雨时程分配设计断面区间流域平均面雨量系列中，最大24小时面雨量在140 mm以上的降雨有12场，大于200 mm的有2场，其降雨过程多呈单峰型，降雨量大多集中在最大24小时内，难以满足设计雨型分析的要求，故本次计算中设计暴雨的时段及时程分配采用山东省大、中型水库防洪安全复核洪水计算办法中山东省泰沂山南北区1小时设计雨型进行时程分配。2.1.4.2产流计算产流计算采用降雨径流相关图法，由山东省中小河流治理工程初步设计设计洪水计算指导意见中，大汶河流域津浦铁路以东，
7、山丘地区集水面积小于300km2，确定降雨径流关系线为4号线，设计前期影响雨量Pa取值为40mm。由此即可求出设计断面区间流域各设计频率下的逐日净雨量。2.1.4.3 汇流计算流域汇流是指在流域各点产生的净雨，经过坡地和河网汇集到流域出口断面，形成径流的全过程。本次汇流计算采用瞬时单位线法，从山东省中小河流治理工程初步设计设计洪水计算指导意见中提供的入黄山丘区瞬时单位线参数计算公式，计算Ml值。式中：Ml瞬时单位线参数； K系数值； F流域面积 ，km2 ； J河道干流平均坡度，m/m； R净雨深，mm； tc净雨历时,h。 根据计算的M1值，查山东省大、中型水库防洪安全复核洪水计算办法中的1
8、小时瞬时单位线表求得区间各频率设计洪水过程线，其设计洪水计算成果见表2-2，设计洪水过程见表2-32-4。表2-2 各断面区间不同频率设计洪水成果表（直接面雨量法）流域洪峰流量（m3/S）拦河闸断面351入河口区间404表2-3 拦河闸断面区间二十年一遇设计洪水（直接面雨量法）时段（h）流量（m3/s）时段（h）流量（m3/s）时段（h）流量（m3/s）00.536281.785612.610.536297.855715.920.5363016.15816.930.9433120.45917.843.033219.66020.356.193315.76131.269.423411.26263.
9、6711.0357.4363108810.6364.726415199.03372.9565244107.08382.7366344115.20395.6067351123.67408.1468282132.54418.4169198141.77427.0670140151.27435.2371107160.963443.617283.4170.779452.417353.9180.672461.677429.3190.611471.337514.3200.576481.14766.61210.558490.974773.05220.548500.832781.53230.542512.747
10、90.915240.539528.23800.677250.5385310.7810.587260.537549.50820.554270.536558.82830.542表2-4入河口断面区间二十年一遇设计洪水（直接面雨量法）时段（h）流量（m3/s）时段（h）流量（m3/s）时段（h）流量（m3/s）00.620281.935614.310.620298.535718.220.6203017.85819.431.053123.05920.543.303222.56023.356.803318.46135.2610.53413.46271.1712.4359.0763121812.1365.
11、8664171910.5373.7265274108.39383.2866390116.26396.3067404124.47409.1668330133.13419.6169235142.19428.2370168151.58436.2171128161.19444.367299.1170.948452.967365.0180.807462.067436.2190.725471.627518.1200.678481.36768.56210.652491.16774.01220.637500.988782.00230.629513.02791.16240.625529.13800.828250
12、.6235312.2810.698260.6215411.0820.649270.6215510.2830.6302.2由暴雨等值线图法推求区间设计洪水根据山东省暴雨等值参数图集中的“山东省多年平均年最大24小时、最大3日暴雨等值线图”和“山东省最大24小时、最大3日暴雨变差系数等值线图”查得石汶河流域中心H24h=114.0mm，H3d=136.0mm，变差系数分别为Cv=0.56和Cv=0.56；由P型曲线的模比系数KP值表，查得各相应频率的最大24小时、3日雨量，然后根据山东省大、中型水库防洪安全复核洪水计算办法中点面关系换算系数表24小时点面换算系数为0.95、3日点面换算系数0.97
13、，计算出断面各频率最大24小时、最大3日面雨量，计算结果见表2-5。表2-5 区间设计面雨量成果表（暴雨等值线图法） 流域项目均值（mm）Cv设计频率面雨量（mm）查图5%区间H24114.00.56283.7H3日136.00.56345.6根据以上设计面雨量，计算区间流域各时段的设计净雨，然后根据净雨推求洪水过程线，其计算方法与直接面雨量法推求洪水过程相同。由暴雨等值线图法推求各断面区间设计洪水计算成果见表2-6，设计洪水过程见表2-72-8。表2-6各断面区间设计洪水成果表（暴雨等值线法）流域洪峰流量（m3/s）5%拦河闸断面420入河口断面483表2-7 拦河闸区间二十年一遇设计洪水（暴雨
