釣魚臺水庫安全鑒定防洪能力復核分析

周蜜

安徽省城建設計研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230051

引言

為確保水庫正常安全運行，最大限度地發揮防洪效能，需對水庫進行安全鑒定。防洪能力復核是水庫安全鑒定中極其重要的環節[1]。本文以釣魚臺水庫為例，對水庫防洪能力進行復核計算，確定防洪安全級別。

1 釣魚臺水庫概況

釣魚臺水庫位于宿松縣華陽河流域的二郎河上游，是一座以灌溉為主，兼有防洪、發電的中型水庫。設計灌溉面積16.4萬畝，保護農田8.42萬畝，保護人口15萬，下距合九鐵路18km，滬蓉高速公路21km。壩址位于宿松縣陳漢鄉，下距宿松縣城27km。流域面積120km2，水庫正常蓄水位92.00m，設計洪水位95.38m，校核洪水位97.66m，總庫容9177萬m3。水庫建于1958年，1973年發揮效益。

2 設計洪水復核

2.1 防洪標準復核

釣魚臺水庫為中型水庫，原設計防洪標準為100年一遇洪水設計、2000年一遇洪水校核。根據《水利水電工程等別劃分及洪水標準》(SL252-2017)的規定，工程等別為Ⅲ等，設計洪水標準為50～100年一遇，校核洪水標準為1000～2000年一遇。原設計防洪標準滿足規范要求，防洪標準復核仍采用原設計防洪標準。

2.2 設計洪水復核

受水庫觀測資料所限，無法根據觀測資料還原年最大洪峰系列，本次設計洪水復核采用設計暴雨來間接推求。設計暴雨計算采用釣魚臺站實測雨量資料和《安徽省暴雨等值線圖、中小面積設計洪水計算方法》（即《圖集》）查算兩種方法計算，并利用鄰近的葉家畈雨量站對暴雨成果進行復核。

2.2.1 設計暴雨計算。設計暴雨計算成果見表1，《圖集》查算成果與釣魚臺站設計暴雨成果相差較大，與葉家畈站設計暴雨成果相差略小。本流域屬大別山暴雨區，考慮到《圖集》查算成果進行了地區綜合協調，本次選用《圖集》查算的設計暴雨成果。

表1 釣魚臺水庫《圖集》查算設計暴雨成果表

2.2.2 設計洪水復核。

2.2.2.1 流域幾何特征參數。利用萬分之一地形圖對水庫流域幾何特征參數進行復核。經分析，流域幾何特征參數仍采用原設計時量算成果，詳見表2。

表2 釣魚臺水庫控制流域幾何特征參數表

2.2.2.2 面雨量計算。釣魚臺水庫屬江淮地區，查《圖集》“1h、24h暴雨點～面關系表”，得到釣魚臺水庫不同歷時點面折算系數，進而計算出面雨量。扣除產流部分的降雨損失量10mm，地下水(包括壤中流)損失量30mm（即總扣損失量為40mm）后，即可計算出24h設計凈雨量R24。

2.2.2.3 設計洪水計算。《圖集》中推薦采用納希線性瞬時單位線模型進行匯流計算。

江淮地區：當F/J2≤1，N固定為3時，

式中：F為流域面積，以km2計

J為主河道平均坡度，以‰計

R3為最大3h設計凈雨量，以mm計。

n值根據P1/P24由表查得。

根據n與k值，由表查得各頻率的流量模過程。然后根據流域面積和設計24h凈雨將其轉換為設計流量過程[2]，得出釣魚臺水庫1h時段各頻率洪水過程線。

利用上述方法，推求出其他各頻率洪水結果見表3。

表3 各頻率洪水結果

2.2.2.4 設計洪水成果比較。水庫1958年建庫，至今60多 年，現將各個時期的設計成果與本次成果進行比較，詳見表4。

表4 各階段洪峰設計值與本次成果比較表

從比較表中看出，各成果之間差別很大。本次鑒定階段計算時，宿松縣水利局提供2005年初步設計和2016年大壩安全鑒定成果均采用1995年成果作為設計依據。本次復核成果與該成果相差較小，經綜合分析，釣魚臺水庫現階段設計洪水仍采用1995年成果。

3 洪水調洪演算

3.1 水庫水位～庫容關系

水位～庫容關系成果見表5。

表5 釣魚臺水庫原水位～庫容曲線

3.2 水庫泄流能力曲線

釣魚臺水庫泄流能力曲線見表6。

表6 釣魚臺水庫泄流能力曲線表

3.3 調洪原則[3]

①起調水位92.0m；②庫水位在92.0m～93.95m之間時，控制下泄流量不超過300m3/s；③庫水位在93.95m～97.66m之間時，溢洪道敞泄；④庫水位超過校核洪水位97.66m時，溢洪道敞泄，同時二號副壩（原非常溢洪道）自由泄洪，以保證主壩安全。

3.4 調洪計算成果

釣魚臺水庫采用壩址洪水按靜庫容進行調洪計算，由水量平衡方程、無閘門控制情況下，水庫下泄量與蓄水量和水位的函數關系等條件，進行水庫調節計算。調洪演算分正常、非常兩個溢洪道都參與泄洪和僅正常溢洪道泄洪兩種情況。在已定的洪水調洪原則的基礎上，采用壩址洪水靜庫容法對釣魚臺水庫不同頻率洪水進行洪水調節計算。根據調洪成果，對比2005年除險加固初步設計報告中調洪成果，兩次成果非常接近，為保持數據的一致性，水庫各特征水位采用除險加固初步設計成果值，即100年一遇設計洪水位95.38m，2000年一遇校核洪水位為97.66m。

4 防洪能力復核結果

根據調洪演算結果，水庫校核洪水位97.66m，小于砼防滲體壩頂高程98.0m，計算壩頂高程為99.03m，而現狀壩頂高程為99.97～100.23m，滿足規范要求。根據《大壩安全評價導則》（SL 258-2017），釣魚臺水庫大壩防洪安全性評為A級。