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淺談對鴨河口水庫工程調蓄進行了洪水設計
一、基本情況
1.自然地理
唐白河是漢江流域面積最大的一級支流，全長 352km,流域面積 24,500km2,行政區劃分屬河南、湖北兩省，流域內總人口約 1,100 萬人。唐白河流域北部以伏牛山脈與黃河流域為鄰，東部以桐柏山與淮河流域相隔，西部以肖山與丹江流域為界，南臨漢江。由于流域缺乏適宜修建大的防洪控制性工程的地點，防洪主要依靠支流堤防，干流堤防現狀防御洪水能力僅為 10~20 年，因此，唐白河是河南南陽、湖北襄陽防汛的重要河流。
流域東、北、西三面環山，中部及南部為廣大平原，形成自北向南傾斜的扇形盆地。該盆地屬于秦嶺與大別山之間的南襄盆地系統，是受多次構造運動形成的坳陷盆地。流域地形可分為山區、丘陵區和平原三種類型，分別占 26.7%、26.4%和 46.9%.唐河、白河匯合處的下游干流稱為唐白河，在襄陽市張灣處匯入漢江，河道長 23km.
唐白河發源于伏牛山南麓的黃石埡，沿途流經南召、南陽 市 城 區 、 新 野 縣 城 、 新 店 鋪 . 河 道 縱 比 降 為1/1,500~1/4,000,流域面積 12,224km2,為干流。唐白河河寬一般約 1,000m,寬處在 2,000m 以上。唐白河干流白河上游河南南召縣建有鴨河口水庫，1958 年 11 月開始興建，1960 年 6 月建成。水庫集水面積 3,025km2,總庫容13.16 億 m3,其中防洪庫容 5.21 億 m3.唐河發源于伏牛山七峰山南麓，自北向南流經方城、社旗、唐河、新野等地。
河道縱比降 1/3,000~1/5,000,流域面積 8,685km2.唐河河道切割較深，洪水河床在唐河縣城以上較寬，一般為1,000~2,000m,以下較窄，一般為 500~1,100m,并逐步演變為彎曲性河道。
2.水文氣象和水文站網情況
唐白河流域屬北亞熱帶季風氣候區，四季分明。夏秋兩季受太平洋副熱帶高壓控制，炎熱多雨。冬春受西北利亞入和蒙古高壓控制，氣候干燥少雨。多年平均氣溫 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.受地形影響，降水量在地區上的分布趨勢是流域邊緣山丘大于中央盆地，多年平均水面蒸發量為1,714.6mm,最大年達 1,986.4mm.
唐白河流域水災較為頻繁，據歷史資料記載，重災年主要有 1593、1676、1832、1919、1931、1935 年。建國后發生六次較大災害，1953、1954、1955、1965、1975、2000 年且以 1975 和 2,000 年最為嚴重，其中 1975 年、2000 年水災損失分別達 20.55 億和 33.1 億元。
唐白河流域水文站最早設立于 1936 年。唐河干流設有社旗、唐河、郭灘三個水文站，控制面積分別為 1,044km2、4,771km2、6,877km2;白河干流主要設有白土崗、鴨河口水庫、南陽、新店鋪三個水文站，控制面積分別為 1,134km2、3,025km2、3,896km2、10,958km2;唐白河干流設有董坡防汛專用站，集水面積 20,909km2.
二、設計洪水
1.資料系列處理
根據頻率設計要求樣本一致性原則，各控制站洪水應是不受人類活動和分洪潰口影響下的天然洪水。鑒于此，應對各控制站進行樣本一致性處理，即對大水年份潰口徑流進行還原，對鴨河口水庫建庫后洪水進行還原分析計算。
2.實測和歷史洪水
1953~1971 年，長委、鐵四院、南陽市水文局先后對唐白河干支流進行了多次洪調和復核。1991 年后，長委又對南水北調中線總干渠沿線交叉河流進行洪調。2000 年白河上游鴨河口水庫進庫流量僅次于 1919 年和 1975 年，因此，2000 年白河洪水可作特大洪水考慮。唐河、白河干流調查與實測大洪水見表 1.
3.各站大洪水重現期
鴨河口：綜合分析調查資料，近 300 年曾發生過 1676年、1749 年和 1919 年三次大洪水，1676 年洪水重現期定為 300 年。
新店鋪：因鴨河口至新店鋪區間洪水錯峰，大水漫堤潰口及河槽調蓄作用大，鴨河口洪峰流量往往大于新店鋪。新店鋪 2000 年洪水為 1912 年以來第一位，其重現期定為90~100 年，其次為 1975、1935 年洪水，分別列二、三位。唐河站、董坡站經過分析，1975 年洪水重現期取 100 年。
4.各斷面天然設計洪水
各斷面設計洪峰流量按年最大值獨立選樣。歷史洪水和實測、插補洪水組成一個不連續的系列。理論頻率采用 PⅢ型。統計參數 EX、CV、CS以計算機適線法定初值。再考慮多數大洪水點群、洪水變化特性及上下游對照等因素，綜合確定各計算斷面設計洪水的參數值。其中，董坡站洪水是根據郭灘和新店鋪（天然）洪水過程用馬斯京根法演算至董坡疊加并按面積倍比放大，求得其洪峰序列。各斷面天然設計洪峰流量成果見。
5.鴨河口水庫削峰影響作用分析
現狀條件下白河干流各控制斷面的設計洪水需考慮鴨河口水庫調蓄作用的影響。采用典型年分析計算鴨河口水庫調蓄作用。本次選擇 1975、1979、1983 年洪水作為削峰分析計算典型年。
（1）1975 年受當年 3 號臺風影響，8 月 4~8 日唐白河出現了一次特大暴雨過程，造成了流域歷史上罕見的特大洪水。暴雨中 心在唐河 上 游 ,方城 楊 集站日 雨量 達 到769.3mm.唐河郭灘站 8 月 10 日出現了最大流量13,400m3/s.受此暴雨影 響，鴨河口最大 入庫流量11,600m3/s,下泄流量僅為 2,240m3/S,削峰率達 80%.新店鋪實測流量在實測系列中不是最大，唐河、白河洪水在董坡遭遇，9 日最高水位 75.17m（吳淞）。
（2）1979 年 7 月 11~15 日，唐白河出現了一次暴雨過程 ,暴雨 中心 在白河 流域，鴨 河 口入庫洪峰 流量4040m3/s,在新店鋪流量組成中占天然的 29.8%,與天然同步，其區間來量較大，唐河、白河洪水沒有遭遇。
（3）1983 年 10 月 3~6 日，唐白河出現了一次秋季大暴雨過程，范圍廣，白河上游洪水與區間洪水遭遇。鴨河口流量在新店鋪流量組成中，占天然的不到 1%,唐河、白河洪水基本遭遇。
用控制斷面天然設計值與各典型年各控制斷面的典型過程計算的不同設計倍比，計算各斷面典型年天然設計過程，借用典型年設計倍比，放大相應的典型年鴨河口水庫以上入庫典型過程和區間典型過程，即為相應典型年的設計過程。
對鴨河口入庫設計洪水按洪水調度方案進行調洪，將水庫出流演算到各斷面，再與鴨河口至各斷面區間的設計洪水同時刻疊加，求得各斷面經鴨河口水庫調洪削峰以后各頻率洪水過程，各斷面各頻率設計洪峰流量成果。
三、結束語
白河干流中游各斷面同一頻率天然設計洪峰流量有隨面積增加而減小的趨勢。如南陽、新店鋪集水面積分別為3,896km2、10,958km2,而 100 年一遇的天然設計洪峰流量分別為 12,500m3/s、11,400m3/s.南陽的洪水大多由鴨河口以上暴雨所形成，鴨河口水庫以上為多暴雨區，白河降雨量由上游向下游遞減，加之白河河道開闊，中、高水河槽調蓄能力很大，對洪水的影響十分顯著，出現從上到下隨著面積增加有不增反而減小的趨勢，反映了面積對洪峰的影響沒有河槽調蓄的影響大。如 1957 年南陽、新店鋪相應的洪峰洪峰分別為 8,400m3/s、6,210m3/s;1975 年鴨河口水庫還原后南陽、新店鋪洪峰流量分別為 11,500m3/s、9,680m3/s,唐河各站設計洪峰流量隨面積的增加也不明顯。
流域內修建了大中型水利工程后，河流水文特征發生了顯著變化，隨著設計斷面距離上游工程地點距離的增加，調蓄作用影響越來越小，如南陽、新店鋪現狀條件下 100 年一遇的天然設計洪峰流量分別為 6,900m3/s、9,300m3/s.
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