麻陽縣小型病險水庫除險加固工程中水文應用的實踐

朱大偉

（麻陽苗族自治縣水利局，湖南 麻陽419400）

1 引言

在實際的水文水利計算過程中，工作人員需要對水庫的基本情況進行調查。在對較為小型的水庫進行調查時，由于基礎資料較為缺乏，水文計算的大體方向是由設計暴雨而得出的各個頻率下的洪水過程線，工作人員需要根據實際測量所得到的水位、庫容曲線和洪流建筑物的水位、泄量關系曲線等數據進行洪水調節計算，最終得出相應頻率下的水位，再經過壩頂高程復核計算得出最終的校核水位和設計水位。下面以湖南省懷化市麻陽苗族自治縣通現水庫為例，闡述小型水庫除險加固中水文水利計算的基本方法。

2 流域概況

通現水庫位于麻陽縣和平溪鄉上進村，壩址距麻陽縣城25km，水系屬沅水一級支流辰水一級支流和平溪，在運行過程中屬于一座以灌溉為主、防洪、供水為輔的綜合性小型水利工程。壩址控制集雨面積0.8km2，干流長度1.1km，干流坡降4.22%。

3 具體計算內容

3.1 洪水標準

由于麻陽大部分水庫壩型為土石壩，依照SL252—2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》和GB50201—1994《防洪標準》，通現水庫設計洪水標準設置為30年一遇，校核洪水標準為300年一遇，消能放沖洪水標準設置為20年一遇。

3.2 暴雨設計

暴雨設計時，資料全部采用《湖南省暴雨洪水查算手冊（以下簡稱《手冊》）[1]查算。具體參數的查算結果如表1所示。

3.3 洪水設計

在洪水設計方面，則主要參照了《手冊》，在水庫入庫洪水的地面洪峰流量方面，工作人員主要使用的是推理公式計算，在地面徑流上利用徑流分配系數法進行推斷，在地下徑流方面則主要使用等腰三角形法進行推算。

表1通現水庫設計暴雨計算成果表

3.3.1 設計洪峰流量及匯流時間

根據下列公式計算地面洪峰流量：

式中，Qm為地面最大洪峰流量，m3/s；F為流域面積，km2；Rt/t為地面徑流強度；t為匯流時間，h；L為流域干流長度，km；J為干流平均坡降；m為匯流參數。

設計洪水過程包括了地面流量過程和地下徑流過程。通現水庫有關參數及入庫洪水過程線計算成果見表2和表3。

表2通現水庫設計洪水計算參數及成果表

3.3.2 地下徑流的洪峰流量

工作人員仍然參照的是《手冊》，在方法上選擇三角形法，最終獲取了300年一遇、30年一遇、20年一遇的地下徑流洪峰流量，如表2所示。

3.3.3 入庫洪水過程線

通現水庫入庫洪水過程線由地面徑流過程線與地下徑流過程線疊加而成，其中，地面徑流過程使用的是徑流分配系數法進行推算,地下徑流過程則使用等腰三角形法進行推算，有關參數如表2所示，入庫洪水過程線計算成果如表3所示。

表3通現水庫入庫洪水過程線計算成果表m3/s

3.4 調洪計算

工作人員根據洪水過程線、泄流曲線和庫容曲線，采取水量平衡公式和試算法對各頻率設計洪水進行洪水調節計算。通現水庫具體調洪演算成果如表4所示。

表4通現水庫調洪演算成果表

3.5 壩頂高程復核

水庫在任何情況下，都不應出現水流漫溢壩頂的嚴重事故，按照此要求，依照SL274—2001《碾壓式土石壩設計規范》[2]，嚴格復核水庫的壩頂高程。

4 水文水利計算中應注意的問題

4.1 資料的歸納和整理

在水文水利計算中，還要注意收集和整理水庫立項資料、原始設計資料、歷年運行、加固等資料。可以通過水庫的地形圖、實際勘察測量資料、自然地理情況確定水庫的位置、集雨面積、主河道長、主河道比降。在小型水庫的除險加固工程當中，會沿用傳統的水位、面積和庫容數據，如果異常，需要進行野外實地勘測復核。

4.2 對水庫現場進行勘察

對水庫現場進行勘察對水庫除險加固設計尤為重要，通過現場勘察，可以使設計方案更加符合工程實際。由于水庫情況多變，地形條件相對復雜，現場勘察中需要重點關注洪水的來水情況，水庫引水、調水情況、主要的水工建筑物如壩體、涵洞、消力井、溢洪道等歷年來的運行和管理情況[3]。

4.3 計算結果分析

在水文水利計算中對于得出的最終結果，要進行合理有效的分析。首先，工作人員需要對設計洪水成果和附近的水庫設計成果進行比較；其次，工作人員需要重視調洪演算，注意以水文的合理性對洪水設計的合理性進行反映；最后，工作人員需要將水位計算成果和歷年水位情況進行比較和分析。水文水利計算結果要結合實際情況，評價時應全面系統地評價，在綜合分析考慮各種因素后，作出最終的決策。

5 結語

水文水利計算是小型水庫除險加固設計的基本依據，設計成果屬于基礎性成果，更是水工設計的主要依據指標。由于在實際的水庫設計工作中，可以直接使用的實測資料十分有限，這就需要工作人員加強資料收集，嚴格依據現行的水利設計規范，在保證小型水庫運行安全的前提下，論證出合理的設計結果，促進小型病險水庫除險加固工程順利實施，發揮其綜合效益。