水库下游设计洪水分析计算方法探析

第１期　２０１０年３月　山西水土保持科技　Ｓｏｉｌ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｓｈａｎｘｉ　Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２０１０　口学术天地　水库下游设计洪水分析计算方法探析　任六平　（吕梁市水文水资源勘测分局）　摘　要：东川河离石区五里铺村断面上游建有吴城水库、千年水库两座中（小）型水库，为合理分析计算　该断面５０年一遇设计洪水，根据《水利水电工程设计洪水计算规范》，得到该断面处受到上游水库调节下泄　和区间来水共同影响的设计洪水过程，可为离石区防洪工程建设提供参考。　关键词：设计洪水调洪演算河道演进离石区　中图分类号：ＴＶ１２２　．３文献标识码：Ａ　文章编号：１００８－０１２０（２０１０）Ｏｌ－００１８－０３　１　问题提出　在流域上游已建大中型水库后，其下游地区的　设计洪水受上游水库调节下泄和区间来水的共同影　响。做好水库下游的设计洪水分析计算，直接关系　到下游的防洪安全以及上游水库的运行调度。　东川河离石区五里铺村断面（以下简称五里铺　高。该水库防洪标准为５０年一遇设计，３００年一遇　校核，设计下泄流量为４９３　ｎｌ　／ｓ。吴城水库位于东　川河上游的吴城镇，修建于１９７６年，坝控面积　２２０　ｋｍ。２００４年除险加固，目前防洪标准为１００年　，一遇，５０年一遇下泄流量为２４０　ｉｎ　／ｓ。该水库上游　为森林区，下游以黄土丘陵沟壑区为主。　断面）以上流域内有千年水库（小型）和吴城水库　（中型），五里铺断面及坝址控制流域面积分别为　８９０　ｋｍ　和２７８．７　ｋｍ　，坝址以上流域面积占五里铺　断面以上流域面积的３１．３％。因此，计算五里铺断　面设计洪水必须考虑上游两座水库的影响。　３　五里铺断面洪水计算方法　根据《水利水电工程设计洪水计算规范》以及　《水利计算》Ｐ９１第五节“水库下游防洪控制点的洪　水组成及设计洪水的计算”介绍，首先，求得两座水　库坝址处的天然流量，并进行水库调洪计算求得下　泄过程；其次，应用马斯京根法进行河道汇流演算。　２东川河概况　２．１自然地理概况　在汇流演算过程中，先将千年水库、吴城水库实际下　泄流量过程演进到五里铺断面，然后与区间洪水按　相应时刻叠加，就得到五里铺断面处的设计洪水过　程。　东川河属三川河一级支流，地处离石区东部，位　于东经１１１。０８　～１１１。３６　，北纬３７。２１　一３７。４２　，由　大东川河与小东川河组成。东川河主流为大东川　河，发源于薛公岭山神林沟，由东向西贯穿于离石区　的吴城镇、田家会镇，在离石城区西南的王家坡村汇　人北川河。　４　五里铺断面５０年一遇洪峰流量计算　《山西省暴雨洪水计算实用手册》是我省无资　料地区设计洪水计算的主要依据，在本次断面设计　洪水计算中，分别采用水文比拟法（与后大成站比　流域多年平均降水量为５２３．４　ｍｍ，最高年降水　量７３３．７　ｍｍ，最低年降水量２４９．９　ｍｍ，年均蒸发量　１　８５４　ｍｍ，年际变化大，年内分布不均。　２．２水利工程概况　拟）和《山西省暴雨洪水计算实用手册》中的推理公　式法两种方法进行，计算结果见表１。　表１　各断面５０年一遇设计洪峰流量计算结果表　五里铺断面以上流域内有两座水库，分别为千　年水库（小型）和吴城水库（中型）。千年水库正在　建设中，位于小东川河中上游，距离石区约３０　ｋｍ，　坝控面积５８．７　ｋｍ　，坝址控制流域内为变质岩土石　山区和少部分黄土丘陵区，森林密闭，植被覆盖率较　五里铺　・。　８９０　’　１　５２４　２０　２　１５０　１　５２４　区间（扣除吴城、　水库控制面　天然　收稿日期：２００９—１１—２１　・ｌ８・　２０１０年３月　任六平水库下游设计洪水分析计算方法探析　经综合分析，各断面设计洪峰流量结果采用水　文比拟法。其理由是：比拟法的首要条件，要求参证　站的水文下垫面条件与设计断面以上流域水文下垫　面基本相近。选用后大成作为参证站，二者为同一　流域，其地类、暴雨等主要影响因素比较一致，虽然　二者面积有差异，但计算公式本身考虑了面积差异。　推理公式法与比拟法所得成果相差较大，其原因主　区间洪量采用同频率组合法，公式为：　Ｂ，相应＝　ｐ，—Ｗａ，ｐ　式中：　．相应一ＡＢ区间相应的洪量，万ｍ　；　一。上游未建水库条件下，Ｂ断面控制历时　为Ｔ、设计频率为Ｐ的洪量，万ｍ。；　Ａ断面控制历时为Ｔ、设计频率为Ｐ的　洪量，万ｒｎ　。　。要是流域产流地类的面积仅仅考虑地质条件，对流　域植被、地形条件基本没有考虑。推理公式法的理　论虽然比较完备，在我省有一套完整的运算系统，参　数分析所选水文站资料均来自省内成果。但本次设　计洪峰流量分析中，由于资料所限，东川河流域地类　划分难度大，其成果不宜采用。　。、计算结果为：五里铺断面（天然）、五里铺断面　（区问）、吴城水库坝址处２４　ｈ洪量分别为３　４３５万　ｒｎ１　５７６万ｍ　、１　２３６万ｍ　；千年水库坝址处２４　ｈ　洪量为６２３万ｍ　（来源于《吕梁市离石区千年水库　工程初步设计报告》）。　６设计洪水过程线的推求　设计洪水过程线采用吕梁地区水文手册一经验　概化线法，成果见表２。　５设计洪量计算　设计洪量计算公式：　＝０．１　Ｆ　式中：　一净雨量，ｍｍ；　Ｆ一流域面积，ｋｍ　。　表２各断面５０年一遇洪水过程计算结果表　表３水库５０年一遇调洪计算成果表　７水库调洪演算　根据入库洪水过程、水库水位与下泄流量曲线　以及水位与库容关系曲线，得到水库５０年一遇下泄　流量过程线（见表３）。　千年水库　时段／ｈ　泄流量／ｍ　／ｓ　吴城水库　时段／ｈ　泄流量／ｍ　／ｓ　８河道洪水演算　采用马斯京根法分段连续演进，将千年水库、吴　城水库５０年一遇下泄流量过程分别演进到五里铺　断面，与区间洪水按相应时刻叠加，得到五里铺断面　处设计洪水过程（见表４、图１）。　・ｌ９・　山西水土保持科技　１６００　２０１０年第１期　人　１４００　１２００　ｌ０００　８００　／＼　ｉ…ｉ吴城水库５Ｏ年一遇下泄洪水演进过程线　／　＼　／／　ｌ　，　＼＼　Ｊ，　＼　……・千年水库５Ｏ年一遇下泄洪水演进过程线　ｉ…区间５Ｏ年一遇洪水过程线　一五里铺断面５０年一遇洪水过程线　．．．．　—一姻｛　６ｏｏ　４００　２００　／／　ｉ　、　ＪＩ　／　’　・－．、．．．．、＼、一，．．：：：：　：　一，一，一　：　～、　Ｉ－－－－一－－～．　Ｏ　Ｏ　１　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　１１　ｌ２　１３　１４　１５　１６　１７　ｌ８　１９　２０　２ｌ　２２　２３　２４　时间，ｈ　图Ｉ　五里铺断面５０年一遇洪水过程线　表４五里铺断面５０年一遇洪水过程表　９结论　东川河离石区五里铺断面受上游千年水库、吴　城水库调节下泄和区间来水的共同影响，５０年一遇　设计洪峰流量Ｉ　５６６　ｍ　／ｓ，２４　ｈ洪量３　２２８万ｍ　。　・作者简介　任六平（１９７０一）：男，副局长，工程师；通讯地　址：吕梁市离石区袁家庄，０３３００１　２０・