李倩.基于流域形态的山丘区小流域河道宽度计算方法[J].人民珠江,2021,42(9):60-64.
问题提出：山洪灾害防治及山洪预警预报工作都需进行山丘区河道洪水演算，而如何确定山丘区小流域的河流宽度是山洪演进计算中的关键问题之一。目前利用河宽模型计算河道宽度需要大量的河道实测地形数据，然而山丘区实测地形资料匮乏，精度较高的河道地形数据也不易获取，实地勘测工作繁重。另外，关于河流宽度的计算公式虽较多，但是对山丘区小流域河宽计算公式的研究计算发现，若计算公式选择不合适，往往会出现较大误差。因此，在简化野外勘测工作的前提下，如何在河道洪水演进中选择更准确的山区河流宽度计算方法，成为了山丘区小流域河道演算的关键问题。
研究方法：对目前常用的河宽计算公式进行归纳总结，并且选择分别基于河流长度和集水面积的两种河道宽度计算公式进行计算分析。同时将河流等级、流域面积及河流长度等特征要素作为河流宽度的影响因素，采用修正后的河流发育系数Kw作为两种河宽公式适用性的选择指标。通过对全国2省市6个山丘区小流域的404个河道断面实测数据与理论计算数据的误差对比分析，提出不同公式的适用条件，并利用山西省北张店流域和湖南省清水站流域的河宽实测数据对结果进行合理性验证。
结果讨论：清水站流域面积小于150km2，根据河宽公式计算流程，采用两种公式均可计算，北张店流域面积大于150km2，根据河宽发育系数Kw选择计算公式，计算结果与河道的实测宽度进行对比验证，见表2。
①清水站流域面积小于150km2，采用两种公式计算的河宽结果比较接近，相差不超过0.6m；其中只有1级河流的计算结果相对误差较大，原因是该流域面积较小，1级河流的河宽较小，因此相对误差较大达到43.5%，而绝对误差为0.83m；2级河流计算河宽的绝对误差均不超过0.3m，平均相对误差不超过6%。②北张店流域面积大于150km2，河流发育系数Kw<0.7,采用式(4)计算河流宽度，相对误差在6%～12%，式(5)的计算相对误差均在23%～48%；因此，选择式(4)计算结果明显精度更高，同时也验证了河宽公式选择指标及流程的可靠性。
由此可知：
（1）流域面积小于150km2时，选择两种计算公式均可；
（2）流域面积不小于150km2时，根据河宽发育系数Kw的大小判别。若河宽发育系数Kw<0.7时,采用基于集水面积的河宽公式(4)计算河流宽度；若河宽发育系数Kw≥0.7时,采用基于河长的河宽公式(5)计算河流宽度。
研究意义：①此方法的优势在于一方面仅需测量流域出口处的河流宽度，从而减少了缺资料流域野外勘测的工作量；另一方面按此方法得到的计算结果误差较小，保证了山丘区流域河流宽度的计算精度。②该研究结果可为水文资料匮乏的山丘区流域提供了一套基于流域水系形态获取河流宽度的计算方法，并为山洪灾害防治方案制定提供技术支持。但由于掌握的资料有限，本文提出的河宽计算方法需在进一步的实际应用中予以完善。
李倩，中水珠江规划勘测设计有限公司工作，主要从事水利规划及勘测设计工作。
联系客服
