浅谈对鸭河口水库工程调蓄进行了洪水设计

　　一、基本情况

　　1.自然地理

　　唐白河是汉江流域面积最大的一级支流，全长 352km,流域面积 24,500km2,行政区划分属河南、湖北两省，流域内总人口约 1,100 万人。唐白河流域北部以伏牛山脉与黄河流域为邻，东部以桐柏山与淮河流域相隔，西部以肖山与丹江流域为界，南临汉江。由于流域缺乏适宜修建大的防洪控制性工程的地点，防洪主要依靠支流堤防，干流堤防现状防御洪水能力仅为 10~20 年，因此，唐白河是河南南阳、湖北襄阳防汛的重要河流。

　　流域东、北、西三面环山，中部及南部为广大平原，形成自北向南倾斜的扇形盆地。该盆地属于秦岭与大别山之间的南襄盆地系统，是受多次构造运动形成的坳陷盆地。流域地形可分为山区、丘陵区和平原三种类型，分别占 26.7%、26.4%和 46.9%.唐河、白河汇合处的下游干流称为唐白河，在襄阳市张湾处汇入汉江，河道长 23km.

　　唐白河发源于伏牛山南麓的黄石垭，沿途流经南召、南阳 市 城 区 、 新 野 县 城 、 新 店 铺 . 河 道 纵 比 降 为1/1,500~1/4,000,流域面积 12,224km2,为干流。唐白河河宽一般约 1,000m,宽处在 2,000m 以上。唐白河干流白河上游河南南召县建有鸭河口水库，1958 年 11 月开始兴建，1960 年 6 月建成。水库集水面积 3,025km2,总库容13.16 亿 m3,其中防洪库容 5.21 亿 m3.唐河发源于伏牛山七峰山南麓，自北向南流经方城、社旗、唐河、新野等地。

　　河道纵比降 1/3,000~1/5,000,流域面积 8,685km2.唐河河道切割较深，洪水河床在唐河县城以上较宽，一般为1,000~2,000m,以下较窄，一般为 500~1,100m,并逐步演变为弯曲性河道。

　　2.水文气象和水文站网情况

　　唐白河流域属北亚热带季风气候区，四季分明。夏秋两季受太平洋副热带高压控制，炎热多雨。冬春受西北利亚入和蒙古高压控制，气候干燥少雨。多年平均气温 15℃。流域多年平均降水量 812.4mm,最大降水量 1,294.6mm,最小降水量 551.4mm.受地形影响，降水量在地区上的分布趋势是流域边缘山丘大于中央盆地，多年平均水面蒸发量为1,714.6mm,最大年达 1,986.4mm.

　　唐白河流域水灾较为频繁，据历史资料记载，重灾年主要有 1593、1676、1832、1919、1931、1935 年。建国后发生六次较大灾害，1953、1954、1955、1965、1975、2000 年且以 1975 和 2,000 年最为严重，其中 1975 年、2000 年水灾损失分别达 20.55 亿和 33.1 亿元。

　　唐白河流域水文站最早设立于 1936 年。唐河干流设有社旗、唐河、郭滩三个水文站，控制面积分别为 1,044km2、4,771km2、6,877km2;白河干流主要设有白土岗、鸭河口水库、南阳、新店铺三个水文站，控制面积分别为 1,134km2、3,025km2、3,896km2、10,958km2;唐白河干流设有董坡防汛专用站，集水面积 20,909km2.

　　二、设计洪水

　　1.资料系列处理

　　根据频率设计要求样本一致性原则，各控制站洪水应是不受人类活动和分洪溃口影响下的天然洪水。鉴于此，应对各控制站进行样本一致性处理，即对大水年份溃口径流进行还原，对鸭河口水库建库后洪水进行还原分析计算。

　　2.实测和历史洪水

　　1953~1971 年，长委、铁四院、南阳市水文局先后对唐白河干支流进行了多次洪调和复核。1991 年后，长委又对南水北调中线总干渠沿线交叉河流进行洪调。2000 年白河上游鸭河口水库进库流量仅次于 1919 年和 1975 年，因此，2000 年白河洪水可作特大洪水考虑。唐河、白河干流调查与实测大洪水见表 1.

　　3.各站大洪水重现期

　　鸭河口：综合分析调查资料，近 300 年曾发生过 1676年、1749 年和 1919 年三次大洪水，1676 年洪水重现期定为 300 年。

　　新店铺：因鸭河口至新店铺区间洪水错峰，大水漫堤溃口及河槽调蓄作用大，鸭河口洪峰流量往往大于新店铺。新店铺 2000 年洪水为 1912 年以来第一位，其重现期定为90~100 年，其次为 1975、1935 年洪水，分别列二、三位。唐河站、董坡站经过分析，1975 年洪水重现期取 100 年。

　　4.各断面天然设计洪水

　　各断面设计洪峰流量按年最大值独立选样。历史洪水和实测、插补洪水组成一个不连续的系列。理论频率采用 PⅢ型。统计参数 EX、CV、CS以计算机适线法定初值。再考虑多数大洪水点群、洪水变化特性及上下游对照等因素，综合确定各计算断面设计洪水的参数值。其中，董坡站洪水是根据郭滩和新店铺（天然）洪水过程用马斯京根法演算至董坡叠加并按面积倍比放大，求得其洪峰序列。各断面天然设计洪峰流量成果见。

　　5.鸭河口水库削峰影响作用分析

　　现状条件下白河干流各控制断面的'设计洪水需考虑鸭河口水库调蓄作用的影响。采用典型年分析计算鸭河口水库调蓄作用。本次选择 1975、1979、1983 年洪水作为削峰分析计算典型年。

　　（1）1975 年受当年 3 号台风影响，8 月 4~8 日唐白河出现了一次特大暴雨过程，造成了流域历史上罕见的特大洪水。暴雨中 心在唐河 上 游 ,方城 杨 集站日 雨量 达 到769.3mm.唐河郭滩站 8 月 10 日出现了最大流量13,400m3/s.受此暴雨影 响，鸭河口最大 入库流量11,600m3/s,下泄流量仅为 2,240m3/S,削峰率达 80%.新店铺实测流量在实测系列中不是最大，唐河、白河洪水在董坡遭遇，9 日最高水位 75.17m（吴淞）。

　　（2）1979 年 7 月 11~15 日，唐白河出现了一次暴雨过程 ,暴雨 中心 在白河 流域，鸭 河 口入库洪峰 流量4040m3/s,在新店铺流量组成中占天然的 29.8%,与天然同步，其区间来量较大，唐河、白河洪水没有遭遇。

　　（3）1983 年 10 月 3~6 日，唐白河出现了一次秋季大暴雨过程，范围广，白河上游洪水与区间洪水遭遇。鸭河口流量在新店铺流量组成中，占天然的不到 1%,唐河、白河洪水基本遭遇。

　　用控制断面天然设计值与各典型年各控制断面的典型过程计算的不同设计倍比，计算各断面典型年天然设计过程，借用典型年设计倍比，放大相应的典型年鸭河口水库以上入库典型过程和区间典型过程，即为相应典型年的设计过程。

　　对鸭河口入库设计洪水按洪水调度方案进行调洪，将水库出流演算到各断面，再与鸭河口至各断面区间的设计洪水同时刻叠加，求得各断面经鸭河口水库调洪削峰以后各频率洪水过程，各断面各频率设计洪峰流量成果。

　　三、结束语

　　白河干流中游各断面同一频率天然设计洪峰流量有随面积增加而减小的趋势。如南阳、新店铺集水面积分别为3,896km2、10,958km2,而 100 年一遇的天然设计洪峰流量分别为 12,500m3/s、11,400m3/s.南阳的洪水大多由鸭河口以上暴雨所形成，鸭河口水库以上为多暴雨区，白河降雨量由上游向下游递减，加之白河河道开阔，中、高水河槽调蓄能力很大，对洪水的影响十分显着，出现从上到下随着面积增加有不增反而减小的趋势，反映了面积对洪峰的影响没有河槽调蓄的影响大。如 1957 年南阳、新店铺相应的洪峰洪峰分别为 8,400m3/s、6,210m3/s;1975 年鸭河口水库还原后南阳、新店铺洪峰流量分别为 11,500m3/s、9,680m3/s,唐河各站设计洪峰流量随面积的增加也不明显。

　　流域内修建了大中型水利工程后，河流水文特征发生了显着变化，随着设计断面距离上游工程地点距离的增加，调蓄作用影响越来越小，如南阳、新店铺现状条件下 100 年一遇的天然设计洪峰流量分别为 6,900m3/s、9,300m3/s.