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阿克苏城市防洪工程施工期洪水设计及洪水频率计算分析

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阿克苏城市防洪工程施工期洪水设计及洪水频率计算分析

苟树生（新疆阿克苏水文勘测局，新疆阿克苏843000）

［摘要］阿克苏市城市防洪分为东城区和西城区部分。为减少台兰河玻璃厂上段山洪给阿克苏市东城带来

的危害，选用台兰水文站为设计洪水参证站，对台兰河玻璃厂上段洪水进行水文计算，同时根据设计洪峰流量计算

成果对防洪工程施工期洪水进行设计，并对成果合理性进行分析，结果可知：玻璃厂周边洪沟区域内洪水主要来自

流域的融雪型洪水和山区暴雨洪水，在施工中要避开洪水期进行，最终确定施工时段为3月1日～6月15日和9月

1日～11月15日两阶段进行比较合适。［关键词］防洪工程；施工期；洪水设计；洪水频率；计算成果

［中图分类号］TV122+．3［文献标识码］B［文章编号］1004－1184（2019）02－0175－03

［收稿日期］2018－11－22［作者简介］苟树生（1978－），男，甘肃陇南人，工程师，主要从事水文水资源研究工作。

1工程概况

阿克苏市城市防洪分为东城区和西城区部分。东城区洪水主要来源于柯克亚河、依来克洪沟，规划范围涉及温宿县314国道以南、以北地区，东至台兰河总干渠，西至柯克亚总干渠，南至温宿县克孜勒乡西部沙丘区及六团以北沙丘区，规划面积1100km2；西城区洪水主要来源于库玛拉克河和印干山山洪，因库玛拉克河有多浪渠龙口及黄羊滩达汗防洪堤工程已建设完毕，洪水的发生对市区危害不大。西城区防洪问题主要集中于印干山山洪，规划范围东起水系东端西大桥，西至胜利渠48km退水闸以东山区，北至印干山与乌什县分水岭，南接胜利渠，总面积35km2。工程的主要任务是通过对温宿县台兰河右岸老龙口上下游4．2km河段进行防护，基本保证台兰河下游佳木镇、红旗坡农场及下游灌区农田的安全，拟保护人口3．2万人，保护农田1．5万亩，以及河道右岸的台兰河总干渠等基础设施不受洪水危害，最大限度地减少水土流失，确保人民群众生命财产的安全，为温宿县社会经济的可持续发展提供坚实的基础保障。2防洪工程堤防设计及水文计算断面划分本次设计的防洪堤工程共分为5段，其中A段从老龙口上游2．0km开始至佳木镇到平台子柏油路交通桥前结束，长1．195km；B段从A段桥后为起点至下游0．412km台兰河总干渠处，长0．412km；C段为老龙口上游1．3km至老龙口之间位于台兰河右岸，长0．817km；D段起点位于老龙口台兰河以北1200m至台兰河总干渠处结束，长1．2km；E段起点位于D段结束连接至台兰河右岸下游500m处结束，长0．576km。此次设计防洪堤总长4．2km。为减少台兰河玻璃厂上段山洪给阿克苏市东城带来的危害，本次洪水水文分析计算主要是台兰河玻璃厂上段洪水水文计算，工程场址主要河段玻璃厂上段至塔克拉克公路桥涵作为洪水水文分析计算的重点。洪水调查断面和防洪节点断面水文、地理特征见表1。3参证水文站设计洪峰流量计算分析

选用台兰水文站为设计洪水参证站，主要是台兰水文站为国家基本水文站，观测资料系列长达61a，按照SL58－93《水文普通测量规范》、《河道流量测验规范》、SL247－1999《水文资料整编规范》进行测验与整编，经分析，其间没有停、缺测，洪水流量系列经过系列代表性分析，具有一定的代表性。台兰水文站洪水资料做参证站，进行分析计算，由此设

计工程场址处洪水，成果合理可靠。选用台兰水文站1956年至2016年61年实测年最大洪峰流量资料进行频率计算，统计参数采用矩法估算，经P－Ⅲ型曲线适线确定，绘制台兰站年最大洪峰流量频率曲线图，适线情况见频率曲线图（洪

峰流量频率曲线见图1），从而求得台兰站设计洪峰流量计算

成果（见表2）。

图1台兰水文站最大洪峰流量频率曲线图571

2019年3月第41卷第2期地下水GroundwaterMar．，2019Vol.41NO.24施工期洪水设计

玻璃厂周边洪沟域内洪水主要来自流域的融雪型洪水和山区暴雨洪水。根据前面做过的洪水类型分析，其洪水特点、成因和发生时间，大致可分为：高山冰雪消融洪水、暴雨型、混合型洪水三种类型。这三种类型洪水大多发生于夏季的6～8月。通过对台兰水文站60年夏季洪水频次分析发现，台兰河洪水发生在7月的频次最高，其次是8月，最少的是6月。这从另一个侧面反映了玻璃厂周边洪沟洪水与暴雨洪水和高温融雪关系密切的特点。本次施工要避开洪水期进行，经过甲方协商施工时段为3月1日～6月15日、9月1日～11月15日两阶段进行比较合适。台兰河玻璃厂防洪工程施工期设计洪水采用临近台兰水文站为参证站，先计算台兰站3月1日～6月15日、9月1日～11月15日两个施工段的设计洪水，再用模数法计算玻璃厂防洪工程施工期洪水设计。4．1第一阶段施工期3～6月设计洪水频率计算

台兰水文站现有1956～2016年61年实测流量资料，选择台兰水文站第一个施工期（3月1日～6月15日）最大洪

峰流量系列资料。采用P～Ⅲ型曲线适线，设计出参证站台兰水文站第一阶段施工期（3月1日～6月15日）不同频率的洪峰流量，频

率计算成果见表3、频率曲线见图2。

表1洪水调查断面和防洪节点断面水文、地理特征表位置名称地理位置东经北纬集水面积/km2河长/km比降/‰位置说明1号洪沟80°28'36．8″41°35'13．7″2号洪沟80°28'7．19″41°34'52．8″

3号洪沟80°27'48″41°34'27″4号洪沟80°27'21″41°33'45″5号洪沟80°27'14″41°33'58″6号洪沟80°26'57″41°33'57″7号洪沟80°26'46″41°33'03″8号洪沟80°26'36″41°32'30″9号洪沟80°26'32″41°32'02″10号洪沟80°26'46″41°31'43″11号洪沟80°27'18″41°31'29″12号洪沟80°27'42″41°30'40″9．975．420．02042距河源28．211．20．0329距河源

12．47．640．0261距河源

11128．40．0289距河源

22．012．80．0269距河源

6．145．200．0269距河源

4．724．510．0269距河源

表2台兰站洪峰流量频率计算成果表m3/s

参数设计方法均值CvCs/Cv

各频率设计值XP

P=1．0%P=2．0%P=3．3%P=5．0%P=10．0%P=20．0%适线法（1）2510．842．501020868760671523376表3台兰站3～6月施工期洪水设计成果表m3/s

参加计算方法均值cvCs/Cv

各频率设计值

P=1．0%P=2．0%P=3．3%P=5．0%P=10%P=20%适线法（1）1300．531．00314289269251220185

图2台兰站3－6月最大流量频率曲线图玻璃厂防洪工程施工期设计洪水以台兰站为参证站用式（1）计算公式：

Q设=F设F参·Q参（1）

式中：Q设为设计站施工期洪水设计流量，m3；Q参为参证站的施工期洪水设计流量，m3；F设，F参分别表示设计站和参

证站的集水面积，km2。

得到台兰河玻璃厂防洪工程第一阶段施工期（3月1日～6月15日）不同频率的洪峰流量，见表4。

671

第41卷第2期地下水2019年3月4．2第二阶段施工期9－11月设计洪水频率计算

台兰水文站现有1956－2016年60年实测流量资料，选择台兰水文站第一个施工期（9月1日－11月15日）最大洪

峰流量系列资料。

采用P～Ⅲ型曲线适线，设计出参证站台兰水文站第二阶段阶段施工期（9月1日－11月15日）不同频率的洪峰流

量，频率计算成果见表5、频率曲线见图3。

表4台兰河玻璃厂防洪工程3～6月施工期洪水设计成果表断面名称积水面积/km2均值CvCs/Cv各频率设计值/m3/s

P=1．0%P=2．0%P=3．3%P=5．0%P=10%P=20%参证站（台兰站）13241300．531．00314289269251220185台兰河玻璃厂（1+7洪沟）汇洪口

7540．531．00179165153143125105

玻璃厂防洪工程施工期设计洪水以台兰站为参证站用下式计算公式：施工期设计洪水以台兰站为参证站用下式计算：Q设=F设F参·Q参式中：Q设为设计站施工期洪水设计流量，m3；Q参为参证站的施工期洪水设计流量，m3；F设和F参分别表示设计站和参证站的集水面积，km2。得到玻璃厂防洪工程第二阶段施工期（9月1日～11月15日）不同频率的洪峰流量，见表6。4．3施工期设计洪水计算成果合理性分析台兰河玻璃厂周边洪沟流域暴雨洪水多发生在7月下旬，8月上旬，7－8月降水量占全年的60%，暴雨和洪水发生日期基本一致，暴雨集中，强度大洪水陡涨陡落，历时短一般3～5h，洪量集中洪水峰型多为单峰型。考虑到台兰河出山口及玻璃厂周边洪沟产汇流较复杂，洪峰沿程坦化（削减）程度、洪水传播时间等因素，采用玻璃厂周边洪沟及各个汇洪口处设计洪峰流量从上到下推算玻璃厂周边洪沟各节点设计洪水。计算区间洪水沿程衰减率，按损失率推算至各节点

工程场址处，成果合理。

图3台兰站9－11月施工期最大流量频率曲线图表5台兰站第二阶9－11月段施工期洪水设计成果表m3/s

计算方法均值cvCs/cv

各频率设计值

P=1．0%P=2．0%P=3．3%P=5．0%P=10%P=20%适线法（1）69．30．653．0030022919915812855．9表6台兰河玻璃厂防洪工程9－11月施工期洪水设计成果表

断面名称积水面积/km2均值CvCs/Cv各频率设计值/m3/s

P=1．0%P=2．0%P=3．3%P=5．0%P=10%P=20%参证站（台兰站）132469．30．653．0030022919915812855．9台兰河玻璃厂（1+7洪沟）汇洪口

7540．653．0017113011390．073．032．0

5结语

台兰河玻璃厂防洪工程项目位于新疆温宿县柯克牙河和台兰河之间，该区域洪沟发源于天山托木尔峰南麓，是温宿

县内山洪沟较多的区域，对阿克苏市造成较大的防洪压力。玻璃厂周边洪沟区域内洪水主要来自流域的融雪型洪水和山区暴雨洪水。本次施工要避开洪水期进行，最终根据设计洪水计算成果确定施工时段为3月1日－6月15日和9月1日－11月15日两阶段进行比较合适。

参考文献［1］王兵，俞健．天山北坡大南沟河径流特性分析［J］．地下水．2017．（3）：245－246．

［2］朱永生，张莉萍．新疆乌尔达克赛河流域水文特性分析［J］．黑

龙江水利科技．2011．（4）：20－21．［3］王勇．乌恰地区洪水分析计算方法的适用性探讨［J］．地下水．2018．（2）：168－170．

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第41卷第2期地下水2019年3月

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城市防洪设计规范

城市防洪设计规范

城市防洪设计规范城市防洪是指在城市规划、建设和管理中，采取各种措施和技术手段，保障城市区域内的排水系统和防洪设施的有效运行，防止城市因洪水而造成的损失和灾害。

城市防洪设计规范是制定城市防洪设计方案的依据，也是确保城市防洪设施能够满足预期功能的重要文件。

以下为城市防洪设计规范的一般要求和具体内容。

一、一般要求1.确定设计标准：根据城市所处地理位置、历史洪水发生情况和水文气象条件，确定洪水等级和设计标准。

设计标准应综合考虑洪峰流量、洪水位和洪水过程等因素。

2.统筹规划：将城市防洪设施纳入城市规划和土地利用规划中，统筹考虑城市防洪和城市发展的关系。

确保城市防洪设施与城市道路、排水系统和建筑物的协调配合。

3.多元施策：综合运用物理、工程、生态和管理等多种手段，进行城市防洪工作。

注重综合效益，提高城市防洪的科学性和可行性。

4.科学设计：依据地形地貌、水文气象条件和城市发展情况，采用科学的方法进行防洪设施的设计。

确保设计方案具有可操作性和实用性，能够满足城市发展的需求。

5.参与居民：在城市防洪设计中，积极引导和参与居民的意见和建议。

充分考虑居民的生活和利益，提高居民对城市防洪工作的理解和支持。

二、具体内容1.洪水分析：根据历史洪水资料和水文气象条件，进行洪水频率分析和设计洪水计算。

确定各个等级的设计标准和洪水过程特征，为后续的设计工作提供依据。

2.排水系统设计：设计城市排水系统的基础设施，包括排水管道、泵站、沉淀池等。

确保排水系统能够及时有效地排除城市内的积水，减少洪水对城市的影响。

3.防洪闸门设计：根据洪水位和水流条件，设计防洪闸门的数量、大小和布置。

确保防洪闸门能够在洪水来临时快速启闭，阻挡洪流，保护城市内的重要建筑物和区域。

4.河道治理设计：对城市周边的河道进行整治和改造，提高河道的排洪能力和水动力特性。

采取生态防洪手段，如植物护岸和湿地建设，增加河道的水源涵养和降雨消纳能力。

5.应急预案：制定城市防洪应急预案，规定各个部门的职责和行动方案。

CJJ50-1992《城市防洪工程设计规范》

CJJ50-1992《城市防洪工程设计规范》

关于发布行业标准 城市防 洪工程设计规范 的通知
建标
号
根据原城乡建设环境保护部 城科字 号文和水利部水
规
号文的要求 由中国市政工程东北设计院主编的 城市
防洪工程设计规范 业经审查 现批准为行业标准 编号
自 年 月 日起施行
本规范由建设部城镇建渗标准技术归口单位建设部城市建设
研究院及水利部归口单位水利水电规划设计总院共同负责归口管
当设计断面上游有调蓄作用较大的工程时 应拟定设计 洪量的地区组成 计算各分区的洪水过程线 经工程调洪后的洪水 与区间洪水组合 推求受上游工程调蓄影响的设计洪水
设计潮位
设计潮位包括设计高潮位和设计低潮位 在分析计算高 低 潮位时 应有不少于 年的实测潮位资料 并调查历史上出 现的特殊高 低 潮位
当实测潮位资料大于 年不足 年时 可采用短期同步 差比法与附近有 年以上实测资料的验潮站进行同步相关分析 计算设计高 低 潮位 采用短期同步差比法应满足下列条件
大洪水作为典型 以设计断面的设计洪量控制 按典型洪水的各区 洪量组成的比例 计算各分区相应的设计流量
同频率组成法 指定某一分区发生与设计断面同频率 的洪量 其余分区发生的相应洪量用典型洪水的组成比例进行分 配
各分区的设计洪水过程 应采用同一次洪水过程线为典 型 以分配到各分区的洪量控制放大
对拟定的设计洪量地区组成和各分区的设计洪水过程线 应从洪水地区组成规律 水量平衡及洪水过程线形状等方面进行 合理性检查 必要时 可适当调整
理 具体解释等工作由主编单位负责 由建设部标准定额研究所组
织出版
中华人民共和国建设部 中华人民共和国水利部
年月日
工程建设标准全文信息系统
工程建设标准全文信息系统
目次
库玛拉克河防洪堤设计

库玛拉克河防洪堤设计

第17卷第5期中国水运Vol.17No.52017年5月China Water Transport May 2017收稿日期：2017-03-18作者简介：乔剑锋（1979-），男，四川成都人，阿克苏地区水利水电勘测设计院有限公司工程师，主要从事水利水电工程勘测、规划设计等工作。

库玛拉克河防洪堤设计乔剑锋（阿克苏地区水利水电勘测设计院有限公司，新疆阿克苏843000）摘要：本文对库玛拉克河采取维持河道现状的办法，沿现有河道岸坎布置新建永久性防洪堤，从根本上解除洪水对库玛拉克河阿亚克其村上段的耕地、居民的危害，减轻了沿岸居民的防洪负担，最大限度地减少水土流失。

关键词：防洪堤；横断面设计；洪水位推算中图分类号：TV87文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）05-0200-02一、前言库玛拉克河位于新疆阿克苏地区的温宿县境内，地理坐标介于东经78°15′~80°12′，北纬41°10′~42°24′之间，为阿克苏河两大源流之一，属国际跨界河流。

库玛拉克河在协合拉站下游38km 处分为东、西两支（为便于叙述以下简称为分汊口，下同）。

西支于分汊口下游21.4km 西大桥电站拦河闸前与托什干河汇合；东支于分汊口下游21.5km 西大桥电站后与主流汇合，始称阿克苏河。

本次拟建防洪堤段位于库玛拉克河东支右岸、库玛拉克河东支1号大桥上下游约6km 范围内，堤岸后为温宿县水稻农场的阿亚克其村，阿亚克其村位于库玛拉克河东支、西支之间的孤岛上，属四周洪水包围的孤岛，全村根据该岛地形呈狭长状布置。

二、河道稳定宽度计算按照阿尔图宁稳定河宽公式计算[1]：2.05.0J Q A B ⨯=式中：B—稳定河床水面宽（m）；Q—造床流量（m 3/s），Q=1,983m 3/s；J—河床比降，本段为0.0043；A—断面稳定系数，为4.0。

计算得，B=528.53m，与《阿克苏河防洪规划报告》中600m，结论一致，计算结果见下表1。

频率分析方法在城市防洪工程效益计算中应用

频率分析方法在城市防洪工程效益计算中应用

频率分析方法在城市防洪工程效益计算中的应用【摘要】本文以江苏省盐城市市区第ⅲ防洪区防洪工程效益计算为例，介绍频率分析法在城市防洪工程效益计算中的应用，该法计算结果比较符合防洪工程效益的实际情况，在江苏省盐城市城市防洪工程经济评价中得到了广泛应用。

【关键词】频率分析效益计算应用1 工程概况江苏省盐城市地处淮河下游，里下河腹部地区，市区第ⅲ防洪区为盐城市市区核心区，其范围为盐城市区东至通榆河，南至开发区的三墩港、潘黄的新河，西至大马沟，北至新洋港，总面积108.73km2。

防洪工程主要包括串场河防洪闸、蟒蛇河防洪闸和串场河闸站3座骨干单项工程以及部分小型圩口封闭闸工程。

工程建成后，将会有效改善盐城市市区第ⅲ防洪区水环境，大大提高区域防洪、排涝标准，有力促进区内经济发展，改善投资环境，实现盐城市市区的可持续发展。

2 减灾面积分析盐城市市区第ⅲ防洪区现状包括农业区62.95 km2和建成区45.78 km2，根据该区地面高程和现有水利设施形成的封闭区域等基本情况分析，确定农业区和建成区有、无防洪工程项目时不同频率的洪水受灾面积如表1。

表1洪、涝受灾面积分析表利用频率法计算，农业区无项目时多年平均受灾面积为919公顷，有项目时多年平均受灾面积为210公顷，多年平均减灾面积为709公顷；建成区无项目时多年平均受灾面积为669公顷，有项目时多年平均受灾面积为153公顷，多年平均减灾面积为515公顷。

分析计算过程如表2和表3。

表2农业区多年平均受灾面积分析表表3建成区多年平均受灾面积分析表3 受灾损失分析3.1农业区受灾损失分析为计算项目区内农业区的受灾损失情况，将项目受益区内的杨坝居委会作为典型进行了调查，主要调查内容包括：调查区内的典型洪水年1991年、2003年和2005年农业减产、基础设施损坏、居民财产损失等情况，所调查损失均换算至2006年价格水平。

经分析，所选典型农业区（杨坝居委会）不同频率洪水年受灾损失调查分析结果如表4，典型农业区（杨坝居委会）受灾损失频率分析曲线见图1。