通化抽水蓄能電站下水庫設計洪水分析計算

鄒 浩，黃建輝，孫慶財

（1.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林長春130021；2.吉林省防汛機動搶險隊，吉林長春130022）

1 流域工程概況

渾江位于吉林省的東南部和遼寧省東部，是鴨綠江右側的一大支流，發源于長白山系龍崗山東南山麓，自東北流向西南，在距河口約90 km處轉向東南，于遼寧省桓仁縣沙尖子鄉下游約50 km處注入鴨綠江。

渾江全長435 km，流域面積15 414 km2。渾江為山區性河流，河網發達，全河蜿蜒于崇山峻嶺之中，沿程匯入的較大支流有十余條，通化以上有紅土崖河、大羅圈河、哈泥河，渾江蜿蜒曲折，河道多急灘哨口，坡度大，通化以上平均坡度0.199%，全河平均坡度0.063%。

渾江全流域多山，平地夾在山間河谷內。山坡基巖上為沙土覆蓋，表層為含有腐植質的黑土，顆粒較細，土層較薄，雜草和幼林叢生，植被較好。

通化抽水蓄能電站下水庫位于渾江中上游，在吉林省通化縣大都嶺龍勝村境內，壩址以上集水面積5 851 km2，大壩防洪標準為百年一遇洪水設計，千年一遇洪水校核

2 暴雨洪水特性

2.1 暴雨特性

渾江流域位于東北地區的東南部。北依長白山系、南近黃海，地勢由南向北增高，夏季東南季風從海洋帶來充足的水汽，配以有利降水的環流系統，在迎風坡上形成強烈的暴雨。渾江流域這種特殊的地理位置和地形條件，使其成為暴雨集中地區之一。

形成該地區暴雨的主要天氣系統有：臺風、氣旋、副熱帶高壓邊緣的輻合擾動和高空槽等。特大暴雨多由兩種以上天氣過程互相遭遇所造成。暴雨多發生在6月～9月份，以7月、8月份出現的次數最多，量級最大。一次暴雨歷時一般為3 d左右，一次暴雨雨量又多集中在1 d之內，最大1 d暴雨量占一次暴雨量的50%以上。

2.2 洪水特性

渾江洪水由暴雨形成，洪水與暴雨相應，主要發生在6月～9月，全年最大洪水多發生在7月～8月。

渾江流域屬于山區性河流，坡面及河道比降較大，匯流速度快，下墊面植被良好，受森林和植被的調蓄影響，退水較緩慢，一次洪水過程一般為3～7 d，漲洪歷時短，從起漲到峰頂一般1 d左右，洪峰持續時間約為6 h，退水歷時較長，一般為2～6 d。一次洪水總量多集中在3 d之內。

3 水文資料條件

通化抽水蓄能電站下水庫壩址以上約25 km處有通化水文站，控制流域面積4 731 km2，壩址以下有下龍頭和東村兩水文站，控制流域面積分別為 5 901 km2和 6 764 km2。

通化站1936年2月，由偽滿交通部理水司理水調查處設立，1945年抗戰勝利后停測，1951年6月由遼寧省人民政府農業廳水利局復設為水位站。1954年9月由遼寧省水利局移交吉林省水利局，1955年1月改為水文站后觀測至今。

下龍頭水文站于1956年4月28日，由電力工業部長春水力發電工程局設立，1967年停測。

東村站于1967年6月設立為水文站，領導機關為吉林省水文總站，1990年改為水位站，觀測至今。

各水文站資料系列見表1。

表1 通化、下龍頭、東村水文站基本資料情況

4 設計洪水分析

4.1 歷史洪水考證及重現期的確定

水利部東北勘測設計研究院、吉林省水文水資源勘測局、通化水文水資源勘測局、吉林省水利水電勘測設計研究院等單位，先后對渾江流域進行了大量的洪水調查工作。通化及下龍頭站調查到的大水年份有 1888，1923，1957，1960年。根據歷史洪水調查及現有資料條件情況，歷史洪水重現期自1888年起至2006年，N=119。

4.2 設計洪水計算

下龍頭站流量資料通過下龍頭、通化、東村站流量相關關系插補。采用實測及插補延長后的通化及下龍頭站1955—2006年洪峰及1 d，3 d洪量系列，加入1888年、1923年歷史洪水，組成N=119年不連序系列，進行洪峰及1 d，3 d洪量頻率計算。

根據洪水量級情況，洪峰流量及1 d洪量參數計算，提取 1888，1923，1957，1960，1995 年作特大歷史洪水處理，3 d 洪量提取 1888，1923，1960，1995年作為特大歷史洪水處理。

表2 通化、下龍頭站設計洪水成果表

4.3 設計洪水成果合理性分析

4.3.1 單站合理性分析

通化、下龍頭站設計洪水參數成果合理性分析如下：

1）分析各時段洪量均值、設計值與歷時的關系，長時段洪量大于短時段洪量。

2）分析各時段洪量Cv與歷時的關系，長時段洪量Cv小于短時段洪量。

3）點繪各時段洪量頻率曲線在同一座標圖上，無交叉現象，且保持一定的合理差值。

4）點繪兩站實測峰量關系與設計值關系圖，設計值與實測值關系符合較好，說明洪峰流量與時段洪量參數之間是相互協調的。

4.3.2 地區綜合分析

以通化站、下龍頭站和渾江下游桓仁水庫、回龍山水庫設計洪水成果進行地區綜合分析，點繪各站洪峰、3 d洪量均值及設計值與集水面積的關系圖，均值和設計值隨著集水面積的增大而逐漸增大，曲線斜率變化合理，說明這次計算洪水參數和設計成果是合理的。

通化抽水蓄能電站下水庫控制集水面積5 851 km2，與下龍頭站控制集水面積5 901 km2僅相差1%，設計洪水可直接采用下龍頭站成果。

5 結論

通化抽水蓄能電站下水庫設計洪水充分利用壩址附近的水文站實測資料進行分析計算，實測連序系列達45年，并考慮了歷史洪水調查成果，洪水資料條件滿足設計需求。同時對設計洪水成果進行了單站及地區綜合分析。其資料條件可靠，計算、分析方法合理，洪水成果合理可靠。