孤山川河孤山镇水位站预警水位分析确定

孤山川河孤山镇水位站预警水位分析确定

曹洁 ,刘亮亮 ,张明君

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140303199602260422  陕西延安716000

摘要:本文通过对孤山川河孤山镇水位站不同频率设计洪水，采用汇水面积相关法、水文比拟法推求设计洪峰流量，并结合测站上下游水利工程及防护对象实际情况确定预警水位,并对预警水位进行了合理性分析。

关键词:孤山镇水位站；预警水位确定；合理性分析

1测站概况

（1）流域概况

孤山川河黄河中游一级支流，发源于蒙陕交界处的沙漠地带，至府谷县城附近汇入黄河，河长79.4km，流域面积1277km2，河道平均比降5.24‰，干流多沙、粗砂。

（2）水位站基本情况

孤山镇水位站位于陕西省府谷县孤山川镇，地理坐标为：东经110°53´，北纬39°05´。本站监测河流为黄河流域孤山川河。测验断面以上控制河长44.8km，控制面积890km2。

（3）水利工程

孤山镇水位站上下游无水利工程。

（4）防洪对象

在孤山镇水位站下游145.8m处有一座高速公路的高架桥，我局对桥体及断面进行实地测量，通过数据分析，此桥行洪能力远远大于预警流量，因此不作为防洪对象考虑。

2测验河段断面概况

孤山川水位站测验河段上下游200m基本顺直，河床基岩为砂岩，河床较为稳定。右岸为陡峭山体，左岸较宽，以漫滩为主，修筑有石砌护堤。测验断面为Ｕ型河床。

（1）水位站基本断面情况

孤山川水位站基本断面成果采用2020年6月实测值。

（2）断面水位流量关系曲线

孤山川水位站采用曼宁公式法计算，推求河道水位流量关系曲线，过水断面面积根据实测断面资料计算，水面比降采用实测河段比降4‰，糙率按测验河段特征，对照天然河道糙率表综合确定糙率为0.033。水位流量关系曲线见图1。

3预警水位确定

3.1不同频率设计洪水推求

（1）汇水面积相关法

根据《榆林地区实用水文手册》查得孤山镇水位站控制面积处于产汇流Ⅰ区（风沙区）， 面积F=890km2，河长L=44.8km, 计算结果见表1。

表1  不同频率设计洪水流量表

（2）水文比拟法

孤山镇水位站下游有高石崖水文站，两者属同一流域自然地理条件比较一致，孤山镇水位站的流域控制面积为890km2，下游高石崖水文站控制面积为1362km2，两站控制面积差为34.6%。计算结果见表2。

表2孤山镇水位站水文比拟法计算结果表

3.2设计流量成果采用

本次设计洪水计算采用三种方法进行计算，计算结果见表3。表3孤山镇水位站不同频率洪峰流量成果对比表

从表3可以看出，两种计算方法成果差距较大，考虑到陕北地区近年来洪水发生机率较小，汇水面积相关法较水文比拟法偏大较多，如果取用此成果，对下游防护对象起不到预警作用。加之，虽然高石崖水文站与孤山川站面积相差较大，但是两站属同一流域，下垫面情况相似，产汇流机制相近，因此选择水文比拟法计算值作为本次取用成果较为合理。

3.3确定预警水位

依据《陕西省新建水文、水位站防汛指标确定编制大纲》第3.2.3条，按照重现期5年一遇洪峰流量来确定预警水位，即预警水位为918.40m，相应洪峰流量为1520m3/s，重现期5年一遇。

4预警水位合理性分析

（1）重现期为5年一遇时的水位是918.40m，水位涨幅达5.3m，距左岸河堤5.6m，水位选取较合理。

（2）经参考2010年《陕西省主要江河控制站防汛特征流量(水位)表》，下游高石崖水文站（府谷县城）警戒流量3000m3/s，本站初步确定预警水位相应流量1520m3/s，低于高石崖水文站警戒流量，因此确定预警水位比较合理。

（3）经对孤山镇水位站2013-2022年实测洪水及发生频次分析检验后，近几年未发生较大洪水过程，但结合当地防办意见综合分析，将重现期为5年一遇的水位918.40m作为孤山镇水位站预警水位能够对孤山镇及下游村镇起到警示和防汛预警的作用，因此，本次确定预警水位比较合理。

5预警水位最终确定

最终确定孤山镇水位站预警水位918.40m，预警流量1520 m3/s。见图1。

图1孤山镇水位站大断面图及水位流量关系曲线套绘图

6结语

预警水位是启动洪水预警、预防洪水灾害、防汛指挥调度等综合值班中的一个主要因素，预警水位确定涉及的理论和方法还有待进一步提高和完善，在实际工作中，应根据水位站预警水位运行情况，及上下游水利工程、防护对象的需要及时核定和调整预警水位指标，使其更加合理。

参考文献：
[1]《防洪标准》（GB 50201-2014）；
[2]《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）。
[3]《陕西省新建水文、水位站防汛指标确定编制大纲》
[4]《陕西省水文站洪峰流量频率成果》（2010）；
[5]《陕西省预警信号管理办法》；
[6]《榆林地区水文实用手册》（1987年）