作者：田谷顺 （湘西水文水资源勘测中心，湖南 吉首 416000） 永茂煤矿废水治理工程 设计洪水分析计算 收稿日期：2021-07-20 作者简介：田谷顺（1969-），男，湖南凤凰人，大学专科，工程师，主要从事水文水资源工作，手机：18974328956。

摘 要： 根据《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》，对涉河建筑物建设项目需进行设计洪 水分析，分析方法根据临近水文资料分别由流量资料及暴雨洪水资料推求设计洪水，文章以永茂 煤矿废水治理工程设计洪水分析计算为例，采用曼宁公式及水面线法推求出工程处的设计洪水。

关键词： 设计洪水； 涉河工程； 分析计算

1 项目由来

永茂煤矿筹建于 1990 年 8 月，1992 年简单投产， 资源储量采完后，1999 年又新掘进两个平硐，即现在 的永茂主平硐和景和主平硐。相继在 2002 年初、2008 年 6 月对该两处矿井进行资源整合，整合后矿井范围 即现阶段永茂矿山范围。 根据相关文件精神，决定对该煤矿进行政策性关 闭，但关闭后，未进行矿山生态复绿，目前仍有废水从 矿坑内流出，对周边环境有一定影响。为切实维护当地 群众利益，龙山县国土资源局分别委托湖南省常德工程 勘察院编制《湖南省龙山县永茂煤矿含铁酸性废水治理 工程设计》、湘西鸿源水利咨询有限公司编制《湖南省龙 山县永茂煤矿含铁酸性废水治理工程洪水影响评价》。

2 设计洪水计算技术路线

1） 设计洪水流量计算 工程处设计洪峰流量分别采用面积比拟法和《湖 南省暴雨洪水查算手册》（2015 版） 推理公式法计算， 综合分析确定。 2） 设计洪水位计算 工程处起推控制断面根据调查 1998 年的洪水位、 流量、水面比降和实测大断面成果，用曼宁公式计算其 综合糙率，再推求起推控制断面处水位流量关系，最后 用水面线方程逐断面向上计算上游断面洪水位，遇阻 水工程，用经验公式计算工程后阻水壅高，然后再又用 水面线方程逐步向上计算至工程最上游断面。 3 流域概况 该工程位于酉水一级支流猛洞河水田坝镇上游村， 猛洞河流域在东经 109°98′～109°53′，北纬 28°49′～29°29′ 之间，发源于桑植县八家田，流经猛必、汝池、五家堡、吴 家寨、马鞍山、凤栖、勺哈、富坪、灵溪镇、海螺，于永顺龙 头汇入酉水，河流总长 158 km，干流平均坡降 2.25‰，流 域面积为 2 275 km2 。流域内设有 1 个国家基本水文站，8 个雨量站。河源至永顺水文站河长 111 km，干流平均坡 降 2.55‰，永顺水文站以上流域面积为 1 035 km2 。 工程处以上集雨面积 95.5 km2 ，干流长度 25.9 km， 干流平均坡降 6.90‰，工程与临近永顺水文站距离 40.8 km。工程处以上水系及项目位置示意见图 1。
4 工程处设计洪水计算

4.1 项目基本情况

该煤矿目前已停产，矿坑排水仍未达到自然排放标 准。为了更加有效地处理此矿坑水，防止矿坑水从其他途 径渗出，污染生态环境，根据该煤矿废水特征，以及对污 染物的去除机理分析，本次设计选择经济合理、技术可 行、操作简单方便的工艺流程。设计的工艺流程如图 2。 4.2 洪水计算方法

1） 水文比拟法 采用永顺水文站 1957—2016 年 58 年历年实测洪 峰资料系列及其历史调查洪水，进行 P-Ⅲ型频率适 线，适线成果：Q 平=1 273 m3 /s，CV=0.62，CS=4.0 CV。用水 文比拟法计算工程处的设计洪峰流量，成果见表 1。

2） 设计暴雨（推理公式法）推求设计洪峰流量 根据工程所在位置和邻近龙山县水田站 1998 年 最大 24 h 雨量资料，查算《湖南省暴雨洪水查算手册》， 工程处 P24 均=125 mm，Cv=0.60，Cs/Cv＝ 3.5，计算得工程 处不同设计频率的最大 P24 点雨量，计算成果见表 2。

4.3 洪水计算参数 根据工程处设计最大 P24 点雨量、集水面积等资 料，查算《湖南省暴雨洪水查算手册》图表中的相关参 数，采用推理公式推求得到工程处设计洪水，计算参数 及成果见表 3。 4.4 洪水计算成果及合理性分析 因工程处以上集水面积为 95.5 km2 与参 证站的集水面积相差 81.3%，超出 30%范围 内，不符合水文比拟法的适用条件；工程处流 域面积小于 100 km2 ，根据以往的洪水计算实 践，推理公式较适用于小流域，故选用推理公 式法计算成果作为本次设计洪水，成果见表 4。 4.5 洪水位的推求 1） 计算公式 根据 1998 年调查的洪水位、流量、水面比降以及 实测大断面，用曼宁公式计算起推控制断面（D1）综合 糙率，n=0.036。再采用其综合糙率推求 D1 断面水位流 量关系线。成果见表 5，水位流量关系线见图 3。

3） 工程处典型断面设计洪水位的推求 根据工程起推控制断面不同设计频率洪峰流量所 对应的水位，采用天然河道水面曲线基本方程计算，分别得到上游不同典型断面处的不同设计频率洪水位。 成果见表 6。工程河段典型水文断面布置图见图 4。

5 结 语 在湖南省无水文资料山区，对于控制面积较小的 涉水工程，根据工程处河流自然特性，采用《湖南省暴 雨洪水查算手册》（2015 版）推理公式法推求设计洪水， 其计算结果与实地调查成果较为吻合。