孟家店水庫防洪標準復核分析

馬傳華

(遼寧省丹東市水資源管理辦公室，遼寧 丹東118000)

1 水庫概況

孟家店水庫位于葫蘆島市南票區(qū)缸窯鎮(zhèn)孟葡村。水庫樞紐由大壩、輸水洞、溢洪道組成。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2000)規(guī)定，屬山丘區(qū)，水庫設計洪水標準應為20 a一遇，校核洪水標準應為200 a一遇，水庫工程規(guī)模屬于小(2)型水庫，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為5 級。

2 不同頻率設計暴雨復核

水庫屬無水文資料地區(qū)，本次復核采用1998年“遼寧省中小河流(無資料地區(qū))設計暴雨洪水計算方法”進行計算。孟家店水庫位于遼寧省水文分區(qū)Ⅵ1區(qū)。本地區(qū)年暴雨較集中，暴雨一般持續(xù)時間1～2 d，多集中在1 d 之內。暴雨匯流歷時按下式計算:

式中:τ 為匯流歷時，h;l 為河長，l =2.9km;j 為河道比降j =43.5‰;x、y 為系數(shù)x =0.64，y =0.67;τ=0.369，h。

2.1 設計暴雨均值P 均的計算

孟家店水庫設計暴雨參數(shù)計算成果見表1。

2.2 設計暴雨面雨量PP 面的計算

水庫流域面積僅4.53 km2，設計面雨量PP面計算公式為:

式中:KF為點面雨量折算系數(shù)，這里的折算系數(shù)可作為1。計算結果見表2。

表1 水庫設計暴雨參數(shù)表

表2 水庫設計面雨量PP面計算表

2.3 設計暴雨強度ip 計算

計算公式為:

式中:ip為定頻率下匯流時間τ 歷時設計暴雨強度，mm/h;Pp面定頻率下τ 歷時的設計面暴雨，mm;τ 為匯流歷時，h。

不同頻率設計暴雨強度ip計算見表3。

表3 水庫設計暴雨強度ip計算表面

3 不同頻率設計洪水復核

流域洪水主要由暴雨產生，暴雨歷時較短，主要集中在1 d之內，大洪水呈單峰型，一次洪水歷時一般在3 d左右，漲落歷時短，一次洪水總量多集中在24 h內［1］。

3.1 不同頻率設計洪水復核計算

3.1.1 設計洪峰流量計算

計算公式為:

式中:QP為定頻率下設計洪峰流量面，m3/s;ψp為設計洪峰流量徑流系數(shù);ip為匯流時間τ 歷時設計暴雨強度，mm/h;F 為流域面積，km2。

3.1.2 設計洪量計算

計算公式為:

式中:W三p、W(三－24)p、W24P分別為一定頻率下3 d 洪量、3 d減24 h 洪量、24 h 洪量，104/m3;a三p、a(三－24)p分別為一定頻率下3 d洪量徑流系數(shù)、3 d減24 h洪量徑流系;F 為流域面積，km2。

水庫不同頻率設計洪水計算成果見表4。

3.2 設計頻率洪水調洪計算

3.2.1 推求設計洪水過程線形狀系數(shù)

西部Ⅵ1水文分區(qū)設計洪水過程線形狀系數(shù)計算公式為:

式中:rp為不同頻率設計洪水過程線形狀系;W24P為不同頻率24 h設計洪量，104m3;QP為不同頻率設計洪峰流量，m3/s。

3.2.2 不同頻率參與調洪設計洪量計算

計算公式為:

式中:W調p為定頻率參與調洪的洪量，104m3;W24P為定頻率設計24 h洪量，104m3;QP為定頻率設計洪峰流量，m3/s;τ 為匯流歷時，h。

設計洪量計算見表5。

3.2.3 設計頻率洪水調洪計算

水庫為開敞式溢洪道，起調水位按溢洪道堰頂高程25.4 m開始起調。設計洪水過程線形狀系數(shù)rp＜0.05，則采用以設計洪峰流量QP為最大流量、按式W調p = 0.67W24P+0.12QP× τ 計算出的W調p為洪水總量，洪水歷時為T = 5.56W調p/QP的簡化三角形過程線，不同頻率參與調洪的洪量W調p (104m3)代入簡化公式:

進行調洪計算。計算成果見表6、表7。

表4 水庫設計洪峰流量及洪量計算成果表

表5 水庫設計洪水過程線及參與調洪的設計洪量計算成果表

表6 水庫5%設計頻率洪水調洪計算表

表7 水庫0.5%設計頻率洪水調洪計算表

經過不同頻率洪水調洪計算，本水庫溢洪道翼墻高度(1.5 m)不能滿足20 a一遇設計洪水標準的堰上水頭(2.85 m)和200 a一遇校核洪水標準的堰上水頭(4.69 m)高度要求［2］。

3.3 設計洪水特征值復核計算

本次復核對水庫設計洪水特征值進行了復核計算，其計算成果與水庫除險加固工程設計報告中的計算成果進行對比基本相符，對比成果見表8。

表8 復核設計洪水特征值與除險加固工程設計報告中的值對比表

3.4 設計洪水特征值復核結論

水庫除險加固工程設計報告中的設計洪水特征值計算公式選取、參數(shù)選擇符合規(guī)范要求，其計算成果與本次復核計算的成果基本相符。水庫除險加固工程的設計洪水特征值的計算是正確可靠的，按除險加固工程設計報告的成果確定水庫設計洪水特征值。

［1］張云，侯鍇. 鬧德海水庫防洪標準復核評價分析［J］. 黑龍江水利科技，2009(03):134－136.

［2］沈英浩，楊桂紅. 鬧德海水庫防洪標準復核評價［J］. 水利科技與經濟，2010(03):319－321.