黃栗樹水庫設計洪水成果復核及合理性分析

楊俊

摘要：文章采用流量資料推求方法，復核了黃栗樹水庫原雨量資料推求設計洪水成果，并對兩種計算方法的差異進行分析、成果進行對比，經合理性分析，得出分析結論。

關鍵詞：設計洪水;流量資料推求;合理性;

黃栗樹水庫位于全椒縣城西北，襄河上游處，屬于長江流域滁河水系，是一座綜合利用多年調節的大（2）型水庫，壩址以上控制來水面積262km2，總庫容2.30億m3。本文針對黃栗樹水庫原雨量資料推求設計洪水成果，采用流量資料推求方法復核，并進行成果合理性分析，對于本地區水庫設計洪水計算與成果選取具有一定的參考意義。

一、水庫設計洪水計算方法簡述

根據資料條件，水庫設計洪水通常可采用流量資料計算（實測或反推洪水頻率分析）、雨量資料推算（實測暴雨或地區暴雨參數成果頻率分析）、利用鄰近資料地區綜合法估算3種方法進行分析計算。而隨著近年來雨情、水情站網建設，水文測報系統趨于完善，地區綜合估算法應用較少。

二、原設計洪水成果

黃栗樹水庫原設計洪水成果是采用安徽省水利水電勘測設計院1984年編制的《安徽省暴雨參數等值線圖，山丘區產匯流分析成果和山丘區中小面積設計洪水計算辦法》（以下簡稱“84辦法”）計算而得：單位線時段△t=1.08萬秒，R3d～R24h凈雨量按兩天16個時段平均分配，根據綜合流域特性K=0.54，按綜合模型單位線（8時段復合線），可求得第一、第二天洪水過程線，按同時段疊加，即得各種頻率設計洪水過程線。

三、本次流量資料推求設計洪水

1、洪水頻率計算

1）洪峰流量

設計洪水計算，一般采用年最大值選樣。洪峰流量每年只選取最大的一個洪峰流量。由于無實測資料，利用庫水位、庫容曲線、出庫流量等資料反推入庫洪水，經分析，黃栗樹水庫多年平均洪峰流量為393.2m3/s，最大值為2003年洪峰4546.7m3/s，第二位為2008年洪峰2262.9m3/s。其中，2003年的洪峰流量是多年均值的11倍之多，是2008年洪峰流量的2倍。

為合理確定2003年、2008年等大洪水的重現期，增進資料系列的代表性，本次設計查閱了地方水利志等相關文獻資料，查得黃栗樹水庫洪水歷史考證期到1931年，N為83年。將實測系列中的2003年2008年的樣本作為特大值處理，和其他實測連續系列形成不連續系列洪水資料進行頻率計算。經計算得，Cs=2.5Cv，Cv=1.80。

2）洪量

洪量采用固定時段獨立選取年最大值。時段選定應根據汛期洪水過程變化、水庫調洪能力和調洪方式以及下游河段有無防洪、錯峰要求等因素確定。當有連續多峰洪水、下游有防洪要求、防洪庫容較大時，則設計時段較長，反之較短。

本次計算洪量時段采用1d、3d分析，利用實測庫水位、庫容曲線、水庫出庫流量等資料反演推求入庫洪水的洪量，并進行頻率計算，得設計洪量成果。

2、典型洪水過程線

對黃栗樹水庫2003年、2008年入庫洪水過程進行分析比較。2003年洪峰流量、1天洪量均為調查系列最大值，經排頻洪峰流量達300年一遇;2008年3天洪量為調查系列最大值，洪峰流量達50年一遇。故以2003年入庫洪水過程作為典型洪水過程線，據以放大求取各種頻率的洪水過程線。

3、設計洪水過程線

采用同頻率放大推求的設計洪水過程線成果，能夠較好地反映流域洪水特性，并較少受所選典型不同的影響，滿足水庫樞紐工程防洪設計要求，適用于洪水的峰、量都對樞紐工程防洪安全起控制作用的工程。因此本次采用同頻率放大法進行計算。

根據選擇的典型年洪水過程及各頻率設計洪水要素，采用同頻率放大法計算各時段的洪水倍比關系，推求黃栗樹水庫各頻率設計洪水過程線，經修勻后得到設計洪水過程線。

四、成果合理性分析

對設計洪水采用參數和設計值進行相互比較和合理性檢查，從而分析設計洪水成果合理性。

1、與暴雨的頻率分析計算成果比較

由于大暴雨的徑流系數較小暴雨的大，匯流也較小暴雨的快，因此洪峰流量的Cv值大于洪量的Cv值，洪量的Cv值大于相應暴雨的Cv值。根據黃栗樹水庫上游各站的降雨系列頻率分析，Cv值約為0.50～0.63，由洪峰流量和洪量資料分析，Cv值分別為1.20、0.92～1.15。

從上述分析成果來看，計算成果符合大暴雨的一般規律，計算各設計洪水基本參數是合理的。

2、本站洪峰流量和設計值對比

將各時段洪量除以相應時間轉換成時段平均流量，繪制對照圖顯示，隨著時段的增長，洪量的設計值和均值逐漸加大，而時段平均流量的設計值和均值逐漸減小。黃栗樹水庫流域控制面積262km2，流域面積相對全省其他大型水庫較小，流域位于江淮之間，暴雨次數相對較少，從圖中曲線來看，各點位置無突出的偏離，時段平均流量的設計值和均值減小梯度較小，符合流域面積小，暴雨次數少的地區洪水特征，因此該關系曲線的變化趨勢是合理的。

五、與原設計洪水比較分析

原設計洪水成果是按“84年辦法”計算而得，其設計洪水時段△t=3h，設計洪水過程共40個時段即5天過程。在原初設設計洪水5天過程線中，截取最大3天洪水過程，分別與按流量資料和降雨資料復核的設計洪水進行比較分析。

根據比較可知，由流量資料復核的設計洪水，各頻率洪峰流量較原設計洪水成果偏大，而洪水總量均較原設計成果相當。從多年來降雨等水文情勢比較分析，典型年2003年洪水較集中，峰高、量大，較為符合典型年選取標準;另外排頻計算時考慮了不連續系列的方法，資料系列長度與精度與原初設相比更為具有代表性，洪量成果與原設計成果相差較小，在合理的偏差范圍之內。

六、結論

黃栗樹水庫地處江淮分水嶺的低山丘陵區，分析其洪水成因，為暴雨形成坡面徑流所致，最大1天暴雨形成洪峰，最大3天暴雨形成洪量，洪水過程線特點為峰高且洪量集中在1～3天，河水陡漲、陡落;在洪量方面3天洪量較大，7天洪量除3天洪量外其余4天趨于平緩并基本接近。

由雨量資料推求設計洪水，涉及到流域暴雨的點面折算、時程分配以及面平均分布等間接推求過程，并需假定設計暴雨和設計洪水同頻率;而由流量資料推求設計洪水，為按已發生典型洪水過程放大，產匯流特征更接近流域實際情形。結合洪水計算成果的合理性分析，并偏安全考慮，認為由流量資料推求設計洪水成果更為合理。

參考文獻

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[6]?江蘇省水利勘測設計研究院有限公司.全椒縣黃栗樹水庫除險加固工程初步設計，2017.

（全椒縣黃栗樹水庫管理處?安徽?全椒?239500）