2.2.4 测站洪水考证
自新中国成立以后,我国陆续建设了多批水文测站,最早一批水文测站建于20世纪50年代初期,多建于大江大河关键断面位置,对有记录的历史洪水,考证资料相对较为全面,可以从站点记录数据中直接分析,并可以在相关的档案、实录、水利河道专著、地方志等资料中查找其他相关的洪水信息。
站点的洪峰流量可按下列相关规定进行计算:
(1)调查河段附近有基本水文站,区间无较大支流加入,而又有条件将调查洪痕移植到基本水文站断面时,可用水位流量关系曲线高水延长法推算。
(2)调查河段顺直、洪痕较多、河床稳定时,可用比降面积法计算。
(3)调查河段较长,洪痕分散,沿程河底坡降和横断面有变化,水面线较曲折,可用水面曲线法计算。
(4)调查河段下游有急滩、卡口、堰闸等良好控制断面时,可用相应的水力学法计算。
(5)当特大洪水的洪痕可靠,估算要求比较高时,可设立临时测流断面测流,并建立水位流量关系。
(6)可采用数学模型计算,或采用物理模型实验方法推算。
洪峰流量和洪水总量计算方法通常有水位流量关系曲线法、比降面积法、水面曲线法等。
采用水位流量关系曲线高水延长推算洪峰流量时,按《水文资料整编规范》(SL 247)的有关规定执行。
采用比降面积法推算洪峰流量时,河道糙率应选用附近河段的实测值,或相似河段的实测值,有困难时可选用有关部门编制的糙率表。
采用水面曲线法推算洪峰流量时,可按下列方法和步骤进行:
(1)根据洪痕处的断面图,计算并绘制水位与面积关系曲线。
(2)选定各断面处的河道糙率,计算并绘制水位和流量模数关系曲线。流量模数可按公式(2-1)计算:
式中 K——流量模数;
n——河床糙率;
A——断面面积,m2;
R——水力半径,m。
(3)假定洪峰流量的初值可按公式(2-2)计算:
式中 Q——洪峰流量,m3/s;
S——水面比降。
(4)由下游断面起向上游断面逐段推算水面曲线,水位可按公式(2-3)计算:
式中 Zu、ZL——上、下游断面的水位,m;
Ku、KL——上、下游断面的流量模数;
Vu、VL——上、下游断面的平均流速,m/s;
L——上、下游断面间距,m;
α——断面扩散系数,若Vu<VL,α=0,若Vu>VL,α=0.5;
g——重力加速度,m/s2。
(5)如果推算的水面线与大部分洪痕吻合较好,则假定洪峰流量的初值即为推求值,否则重新假定计算,直到相符为止。