岩溶洼地区设计洪水计算方法分析

王兵

摘要：社会发展过程中关于岩溶洼地区，相关部门开始关注设计洪水计算方法的分析，该项工作的开展，不仅可以优化岩溶洼地区设计洪水计算方法，还能满足当前社会发展需求，促进区域可持续发展。基于此，本文主要对岩溶洼地区概念和成因进行分析，探究岩溶洼地区设计洪水计算方法。

关键词：岩溶洼；地区；设计；洪水；计算方法；分析

在岩溶洼地区，伏流暗河与明流区常流在汇流特性方面，具有一定的差异性。相对于明流区域，伏流暗河区域，由于洪水经常受溶洞和地下水通道调蓄作用，峰形较为平缓，洪峰具有滞后性，还存在退水历时长等特点，若是结合流域统一计算，在一定程度上，可能会造成计算成果过大，以稀遇年份为例，偏大会更加严重。在设计洪水总量中，如果伏流暗河区域洪水峰值占比过大，就要对伏流暗河区和明流区的设计洪水进行分别计算，最后加以叠加。现阶段，如何通过科学的方式，对岩溶洼地区设计洪水计算方法进行有效分析，成为我们亟待解决的问题。

1.岩溶洼地区概念

所谓岩溶洼地区，主要指的是一种负地形地貌，经常发生在喀斯特地区。通常情况下，类型多样，并且分布范围非常广泛，形状基本上是近圆形或者圆形。岩溶洼地区，四周大多数时峰林和低山，底部较为平坦，在雨季和旱季，分别容易出现洪涝和干旱。溶蚀洼地的再次融合或者扩大，会产生相应的溶蚀谷地。岩溶洼地区一般规模有大有小，存在不均衡等现象，往往会堆积一层含水量很高的厚黏土。与此同时，洼地汇水作用比较强，经常会存在很多大气降水，汇流在洼地中。在排水方面，洼地是利用经过洼地底部的落水洞以及竖井，最终流入喀斯特地区的地下河流内。所以，在很多岩溶洼地区，都会存在落水洞，或者拥有相应的导水通道。

2.岩溶洼地区成因分析

岩溶洼地发育条件。岩溶洼地基本和岩溶发育一致，重点需要一定可溶性的水和岩石，可溶性岩石要具备透水性，并且可以在常温状态下，与水相溶，它是岩溶发育的基础。相反，如果具有岩石，但与水不相溶，岩溶就无法发育。岩溶洼地形成过程有两种类型，一种是岩溶裂缝风化发育，另一种是地下河流岩溶塌陷形成。对于前者，产生的岩溶洼地面积和侧壁坡度面积都很小。而后者形成洼地面积很大，发育主要以串珠形状，洼地相互之间，黏土层厚度大。就拿岩溶裂隙发育产生的岩溶洼地来说，发育阶段主要包括：交叉裂缝→洼地雏形→发育中期→发育完成。主要因为地壳运动，使得内部岩体应力得以重新分布，随着地震这类地质构造产生运动，开始出现大量褶皱与断层，地面就会产生一些交叉间隙，这类裂缝在碳酸盐岩地区，受雨水冲刷，和外界因素干扰，最终出现化学溶解，在外应力作用下，开始扩大和加深，进而产生洼地雏形，长此以往不断发生变化，就会形成岩溶洼地。

3.岩溶洼地区设计洪水计算方法

3.1工程概况

本工程属于贵州省某一流域，岩溶地貌比较发育，水库右岸支流接纳左岸支流后，明流在1km后经过落水洞潜入地下，变为伏流，出露在该流域内的一个小村庄的泉点，出露点高程1600m，再通过明流为1.25km之后，潜入地下。该水库坝址在泉点至入伏口两者之间的明流河段，坝址离河流入伏口的距离大概是0.8km，坝址以上流域控制集水面积为36km²，泉点以上集水面积为30km²，在这之中，地表明流区域，集水面积为7km²。泉点出水一般是上游水量，同时，流域内还存在岩溶洼地补水。在该工程中，坝址以上流域属于闭合流域。

3.2暴雨洪水特性

工程设计流域处在暴雨区边缘，结合当地气象站，对暴雨资料进行实测分析之后发现，暴雨天气通常发生在每年5月至9月间，其中，6月到8月中，暴雨最多，出现概率基本上在80%上下。该流域内，水汽来源于印度洋，产生暴雨天气系统是低槽、冷峰以及两高切变，暴雨时间通常是3天左右，1天次数最多，基本集中在12小时之内。设计流域从本质上讲，处于山区雨源类型河流，由于该区域内，岩溶比较发育，溶洞和洼地较多，滞洪尤为突出，虽说洪峰量级不是很大，但是，回流时间较长，通过调查得知，该区域地下岩溶管道非常通畅，岩溶洼地对于区域内洪水，消峰作用比较明显。

3.3设计洪水

坝址以上流域控制集水面积为36km²，泉点以上集水面积为30km²，在这之中，地表明流区域，集水面积为7km²。其中，包括左岸支沟和右岸支沟。在设计洪水时，应考虑坝址明流区洪水与泉点出流的叠加，对于地面明流部分区域，主要可以利用雨洪法加以计算，泉点部分，应结合现实调查结果，根据洪痕，将泉水的出流过程加以推算。

3.3.1明流区设计洪水计算方法

对于水库地表，洪水重点来源时两条支流，分别是泉点附近左岸支沟和下游的右岸支沟，距离大约为450m，流域内参数如表1所示，设计洪水计算公式和产汇流参数，可以在贵州省暴雨洪水计算手册中查找。该流域内，大部分属于山丘，我们可以将产汇流分区定义为I1区，洪峰径流系数设定为C 取均值，暴雨衰减指数是n

2 ＝0.70，为VI区。

表1：设计流域明流区流域特征参数表

项目	F/km²	J/‰	L/km	θ	∱
明流区	6.32	75.1	3.2	4.58	0.656
右岸支沟	3.20	71.2	2.8	5.3	0.390
左岸支沟	3.13	87.2	2.801	4.65	0.402

3.3.2泉水点设计洪水计算

对于泉点控制集水面积为30km2，在计算过程中，结合地表设计洪水计算公式， 该产区汇流分区可以定为Ⅰ2区，洪峰径流系数设定为C 取均值，暴雨衰减指数是n2 ＝0.70，为VI区。依照相关洪水调查资料，我们可以知道，泉点最大历史洪流重现期是60年一遇（P＝1.67%），洪水出流最大量是60 m3/s，涨落过程大约是3天，也就是72小时。常年最大洪水出流量是45m3/s，对于洪水的本身涨落过程，大约是一天，通过计算，泉点是60年一遇（P＝1.67％），入流洪峰流量、消峰比例以及最大出流，分别是225m³/s、75.6%和68m³/s。该泉点常年洪水的实际入流洪峰流量、消峰比例和最大出流，分别为66.8m³/s、26.3%和48m³/s。结合以上要求，为了确保安全，泉点大于60年一遇（P＝1.67%），关于洪水出流量消峰，其比例可以结合75.6%考虑，相反，我们可以按照（75.6%~26.3%）加以内插。如果出流过程超过常年洪水量，计算过程中，可以按照3天计算，如果小于或者等于，可以按照1天进行计算。泉点入流过程和出流过程洪量分别为61.7m3/s以及60 m3/s，根据计算，泉点入流过程和出流过程洪量基本保持一致，处于一种合理的状态。

结语

综上所述，想要促进岩溶洼地区设计洪水计算方法朝着科学化进行，相关人员就要树立正确发展理念，对岩溶洼地区进行充分认识，了解岩溶洼地区形成的原因，结合当前社会发展现状，采用科学合理的洪水计算方法，对流域面上洪水量进行有效控制，为各项工作的顺利开展奠定坚实基础。

参考文献：

[1] 李聃, 陈恒吉. 关于流域内溶蚀洼地较多的伏流区水库设计洪水计算方法的探讨[J]. 吉林水利, 2020(6):5-6.

[2] 刘玉杰. 清水县牛头河流域引水工程断面设计洪水计算方法比较研究[J]. 宁夏农林科技, 2021,(7):4-5.