卜晓彪 王统旭 韩娜
青海省水文水资源测报中心 810016
摘要：察汗河是青海省内陆河流域都兰河的支流，其下游有察汗河村及其所属农田草地、及高速公路、315国道以及青藏铁路线，为预减少水灾害造成的损失，设立了察汗河水位站，但该流域缺乏长系列的水文资料，针对这种情况，本文采用《青海省水文手册》中两种方法计算并通过综合比较，最后确定该站的预警水位。
关键字：预警预报 预警水位 防洪减灾
1 项目背景
随着《青海省中小河流水文监测系统》建设项目的实施，我省相继建成了一批中小河流新建水文、水位站，目前大部分站点已完成水准点引测，大断面测量，水位流量关系线率定等工作，而伴随着《青海省中小河流水文监测系统》建设项目竣工验收，为做好中小河流新建水文、水位站的水雨情预警预报，更好的防御局部暴雨引起的中小河流洪水灾害，最大限度的减少洪水灾害给沿河人民带来生命财产损失，充分发挥中小河流新建水文站、水位站遥测设备的作用，也为各级防汛指挥部门提供可靠技术支撑，本次计算确定了察汗河水位站预警水位。
2 概况
2.1流域概况
察汗河地处柴达木盆地，平均海拔在3200m以上，河源海拔4000m，源流走向从东北向西南，至青新公路交汇处又折向，由东向西，经红山嘴后，南流注入都兰湖。河长35公里，断面以上的河长31公里，比降较大，河床以沙砾石为主，河源一带以泉水冰川融雪补给为主，中下游以降水补给为主，流域面积为200km2。
流域内土壤主要以棕钙土和草原土为主，植被是以芨芨草、荒漠矮灌为主，天然针叶林仅在山地中部阳坡有片段呈带状分布，覆盖率很低。
2.2 测站及上下游水利工程概况
察汗河水位站位于乌兰县铜普镇察汉河村，属于都兰湖水系，2012年7月由青海省水文水资源勘测局设立。地理位置为东经98°34′34″，北纬37°00′53″，流域面积200 km 2，断面以上河道平均比降20.0‰，是都兰河支流控制站，主要观测项目有水位、流量、降水。该站距离下游入河口5.0km，测验河段相对顺直，右岸为陡崖，河床为砂砾石底质，汛期涨水时多有石块堆积至断面，断面下游20m处有支流汇入。
察汗河上游200m处有一个引水建筑物，用于下游农田灌溉所用。
下游流入都兰河，流至都兰湖水库。该站主要担负着察汗河流域察汗河村及乌兰县的防汛任务。
2.3 防洪目标及防汛功能复核
主要防护对象为察汗河村及其所属农田草地以及下游处的高速公路、315国道以及青藏铁路线。
2.4 察汗河水位站水位流量曲线的率定
1）察汗河水位站大断面资料
根据察汗河水位站实测大断面成果摘录并绘制察汗河水位站大断面图，如表1、图1所示：
表1 察汗河水位站大断面资料
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图1 察汗河水位站大断面图
2）水位流量关系线率定
察汗河水位站水位流量关系曲线，主要根据实测大断面、比降资料，河床组成情况，确定的河槽糙率，采用曼宁公式进行计算。
曼宁计算公式为：
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图2 察汗河水位站水位流量关系线图
2.5防洪预警水位的确定
察汗河水位站根据现有的资料和系列年限长度的限制，综合考虑察汗河水位站的设计洪峰流量采用经验公式和推理公式法推求并综合确定。
1）经验公式法:
经过对察汗河水系所处流域面积的量算，察汗河水位站所处流域面积为200km2，属于小流域，且为无完整的实测水文资料地区，所以设计洪水可以依据《青海省水文手册》推荐的经验公式推求，经验公式如下：
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2）推理公式法
根据《青海省水文手册》对小汇水面积设计洪水的计算方法，对察汗河设计洪峰流量进行推求。流域面积小于500km2，采用6h的暴雨量按特征年的小时量进行推算。
（1）设计暴雨的计算
由于流域面积小、小汇水面积设计暴雨一般具有设计历时较短和不需要考虑暴雨点线面关系的特点，因察汗河实测资料比较匮乏，资料的选用结合实际现有资料、《青海水文手册》、《青海省东部地区暴雨洪水图集》的相关资料进行对比选择使用。
（2）推求设计洪峰流量的基本公式
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0.278—单位换算系数
为求解须知道F、L、J、s、n、u、m这七个参数，F、L、J为流域特征参数，可根据地图进行量算，s、n为暴雨参数，可通过查《青海水文手册》、《青海省东部地区暴雨洪水图集》得到，u、m为损失参数和汇流参数，也可以根据《青海水文手册》、《青海省东部地区暴雨洪水图集》查询得知。根据计算可知不同频率下设计洪峰流量如下表3.4。
表4 察汗河水位站不同频率下设计洪水
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3 确定预警水位
通过经验公式和推理公式法两种方法计算分析，经验公式法与推理公式法计算值有一定的差别，但是推理公式法是推求小流域设计洪水最常用方法，具有一定的理论依据，因此选用推理公式法计算成果作为察汗河水位站控制断面处不同频率设计洪水成果。
根据《青海省水情预警发布管理办法（试行）》和《水情预警信号》的要求，洪水蓝色预警信号要求，①流量（水位）接近警戒流量（水位）；②洪水要素重现期接近5年。我们按照重现期5年一遇洪峰流量来确定警戒水位。
由上表可知，察汗河水位站5年一遇洪水流量为35.8m3/s，在率定的水位流量关系线上查得该设计流量对应的设计水位为3230.54m即察汗河水位站警戒水位初步确定为3230.54m。
4预警水位成果合理性分析
从察汗河水位站实测基本断面图可知，初步确定的预警水位低于测验河段左岸高程为3230.77m，所以察汗河水位站初步确定的预警水位合理。
按照防洪工程有关规定和标准的要求，河道预警水位要低于河道防洪堤高程，而且当洪水水位达到3230.54m时，不会产生溢流漫滩现象，能够确保沿河群众生命财产安全，结合测验河段及下游堤防工程现状，经综合分析，采用水位3230.50m作为该站预警水位值，其相应流量34.0m3/s，低于5年一遇洪水流量。
5、结论与建议
经过现场调查和综合分析最终确定察汗河水位站预警水位值为3230.50m。
建议以后每隔两年对该站水位流量关系曲线进行一次校核，特别是大水过后，要对其基本断面所在的河段进行实地测量，实测该河段横断面和纵比降，采用曼宁公式计算水位流量关系曲线，校核预警水位流量值，进一步校验预警水位值对防汛指挥是否真正起到了预警的作用。
参考文献
[1]青海水文志.青海省水文水资源勘测局编著
[2]青海河湖概览（2018版）青海省水利厅编
[3]青海省水文手册.青海省水文水资源勘测局
[4]《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）
[5]《防洪标准》（GB50201-2014）