为山丘区，地面植被为零星杂草及低矮的树木，山区土层薄，多处岩石出露，土质多为黄土，汇流参数取m=1.2；损失系数取μ＝10.1mm/h，水科院法计算过程如附录1所示，计算结果如表2.3-2。
表2.3-2 牤牛河水科院法计算成果
频率 1% 2% 3.3% 20% 洪峰流量（m3/s） 1600 1300 1110 512 2.3.3 区间设计洪水成果分析
将合理化公式法与水科院法计算结果进行比较，水科院法各频率设计洪峰流量均明显高于合理化公式法，。
合理化公式法中的参数取值均来自《承德水文图集》，能很好体现牤牛河流域特征，符合该流域洪水特点，合理化公式法计算成果相比于水科院法更为合理、可靠，因此选用合理化公式法计算成果，100年一遇、30年一遇和5年一遇洪水位设计洪峰流量分别为1134m3/s、839m3/s、420 m3/s。 2.4 窟窿山水库洪水分析计算
线路跨越牤牛河断面位于窟窿山水库下游14km处，所布设的水文断面来水为水库下泄洪水与区间洪水的叠加组合。 2.4.1 窟窿山水库概况
窟窿山水库于1958年3月开工兴建，位于滦平县城以南7.5km处的铧子炉村，控制流域面积142.2km2，总库容1430万立方米，调洪库容898万立方米，是一座以防洪为主结合供水的中型水利工程。水库设计标准为100年一遇，校核标准为1000年一遇。窟窿山中型水库于2005年完成了除险加固。窟窿山水库历史最大入库流量为948 m3/s，历史最大出库流量为334 m3/s，发生于1976年7月23日。
2.4.2 水库入库设计洪水
根据《河北省滦平县牤牛河县城下游段河道综合治理工程设计变更报告》中已有成果，不同重现期设计洪水过程线见表2.4-1。
表2.4-1 窟窿山水库不同重现期设计洪水过程线成果表
不同重现期设计流量(m/s) 时间(h) 50年 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2.6 8.9 21.2 54.8 283.4 500.4 656.5 850.0 576.6 405.9 195.8 47.0 20年 2.6 3.9 12.3 43.1 141.7 310.3 380.4 660.0 453.5 371.1 154.0 37.0 10年 2.6 3.4 10.1 35.3 115.9 253.9 311.2 480.0 371.0 303.6 126.0 30.3 3窟窿山水库100年一遇入库洪峰流量为1110 m3/s，根据各频率入库洪峰流量点绘P-Ⅲ频率曲线，通过频率曲线查得30年一遇入库洪峰流量为771 m3/s，5年一遇入库洪峰流量为326 m3/s，详细计算过程见附录2。100年一遇洪水过程线按洪峰流量同倍比法对50年一遇洪水过程线进行缩放，缩放系数为1110/850=1.31；30年一遇洪水过程线按洪峰流量同倍比法对20年一遇洪水过程线进行缩放，缩放系数为771/660=1.17；5年一遇洪水过程线按洪峰流量同倍比法对10年一遇洪水过程线进行缩放，缩放系数为326/480=0.68。各频率设计洪水过程线见表2.4-2。
表2.4-2 窟窿山水库各频率入库洪水过程线
时间(h) 不同重现期设计流量(m/s)
3100年 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3.4 11.6 27.7 71.6 370.1 653.5 857.3 1110.0 753.0 530.1 255.7 61.4 50年 2.6 8.9 21.2 54.8 283.4 500.4 656.5 850 576.6 405.9 195.8 47 30年 2.6 4.6 14.4 50.3 165.5 362.5 444.4 771 529.8 433.5 179.9 43.2 20年 2.6 3.9 12.3 43.1 141.7 310.3 380.4 660 453.5 371.1 154 37 10年 2.6 3.4 10.1 35.3 115.9 253.9 311.2 480 371 303.6 126 30.3 5年 1.8 2.3 6.9 24 78.7 172.4 211.4 326 252 206.2 85.6 20.6 2.4.3 水库下泄洪水（本节所采用的高程系统为1956黄海高程）
窟窿山水库调度运用方式为：主汛限水位采用566.36m，后汛限水位567.36m，水位超过566.36m时由溢洪道泄洪，20年一遇洪水限泄300m3/s，10年一遇洪水限泄294 m3/s。窟窿山水库水位～容积～泄量关系见表2.4-3。
表2.4-3 窟窿山水库水位～容积～泄量关系
水位 （m） 564.36 566.36 567 568 569 570 571 572 573 573.5 容积 3（万m） 283 339 426 525 625 734 842 959 1017 面积 2（km） 0.8563 0.0889 0.9302 0.9691 1.0108 1.0493 1.0819 1.1435 1.1745 泄量（m/s） 泄洪洞 0 69.03 104.68 169.48 243.92 326.88 417.56 515.36 619.78 674.35 正常溢洪道 非常溢洪道 0 108.45 373.93 721.30 1217.49 1482.86 合计 0 69.03 104.68 169.48 243.92 435.32 791.49 1236.66 1837.27 2157.21 3
水库已有的调蓄成果见表2.4-4。 2.4-4 窟窿山水库不同重现期调洪成果表
洪水重现期 设计入库洪峰流量(m/s) 出库洪峰流量(m/s) 3350年 850 695 20年 660 300 10年 480 294 本次计算需对水库100年一遇、30年一遇、5年一遇下泄洪水进行计算，因此在已有的窟窿山水库水位～容积～泄量关系的基础上对各频率洪水进行调洪演算，以推求各频率下泄洪水，水库起调水位为566.36m。经调洪演算，窟窿山水库100年一遇下泄洪水为915 m3/s，30年一遇下泄洪水为497 m3/s，5年一遇下泄洪水为174 m3/s。各频率调洪演算过程详见附录3。
2.5 考虑水库调蓄后线路跨越断面设计洪水
线路跨越断面洪水来源为水库下泄洪水与区间洪水的组合，参考《河北省滦平县牤牛河县城下游段河道综合治理工程设计变更报告》，水库下泄洪水与区间洪水错峰叠加，错峰时间间隔为1h，考虑到水库大坝距离线路跨越断面约14km，而区间洪水来源为短历时高强度的局部暴雨的山区洪水，且洪水特点为暴涨暴落，因此断面洪水组合以区间洪水为主，水库下泄洪水为辅，即叠加计算时水库下泄洪峰比区间洪峰晚1h出现。洪水错峰叠加计算见表2.4-5。
表2-7 线路跨越断面设计洪水成果表
组合形式 项目 区间设计 区间设计 水库相应 窟窿山水库相应入流 窟窿山水库相应出库 下泄洪峰前1h流量 线路跨越断面 不同重现期设计洪峰流量(m3/s) 100年 1134 1110 915 817 1951 50年 30年 975 850 695 361 1336 839 771 493 297 1136 5年 420 326 174 157 577 3 设计洪水位
（1）水文断面
为推求线路跨越牤牛河处100年一遇、30年一遇设计洪水位，在穿越附近布设垂直于河道的水文断面。实测河道横断面高程～间距见表3-1。
表3-1跨越断面河道高程～间距表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 起点距 0 7.58 54.933 111.309 188.492 197.779 229.481 231.389 233676 234.21 238.205 242.165 242.165 273.021 279.882 287.052 296.8 309.703 315.322 324.059 325.987 329.672 407.914 469.055 583.01
高程 465.672 461.75 461.749 461.136 461.12 460.485 460.858 461.709 461.12 460.042 458.659 458.599 458.04 457.742 457.141 457.058 457.665 457.427 461.397 462.572 462.336 461.695 461.245 461.191 461.273 备注 公路路面 河岸外苗圃、耕地 左岸河堤 河槽 右岸河堤 河岸外耕地