三教寺水庫設(shè)計(jì)洪水推求合理性分析

任 鋒，胡建虎

(白城市水利勘測設(shè)計(jì)院，吉林 白城137000)

1 概 述

三教寺水庫位于吉林省長嶺縣東南約40 km處，壩址以上流域面積193 km2，流域北部為太平山水庫匯水區(qū)，南為黑泉眼水庫匯水區(qū)，東臨松花江流域。進(jìn)庫水流共有兩條，北條為永久坡水，南條為獾子洞坡水。

該地區(qū)屬于吉林省西部半干旱地區(qū)，長嶺縣望海澇區(qū)中上游，流域內(nèi)高程在210 ～270 m，三教寺水庫位于我省中西部，氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，特點(diǎn)是: 四季分明，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽溫差大，冬季寒冷降水少，冰凍期長。

2 洪水調(diào)查

為三教寺水庫恢復(fù)為中型水庫設(shè)計(jì)，我院于2006年8月對三教寺水庫兩處坡水情況進(jìn)行了歷史洪水調(diào)查。

在三縣堡至永久公路上調(diào)查時，據(jù)張三衙役村的張金方介紹說:“2005年大水把自家農(nóng)田淹十多餉由于公路排水情況不好，公路兩側(cè)農(nóng)民開墾的玉米地被泡了半個多月;1994年大水與路面( 當(dāng)時為土路) 齊，后把路沖開200 多米; 1998年大水到農(nóng)田邊，沒有進(jìn)田，當(dāng)時三縣堡至永久為土路，阻水作用很小?！?/p>

在三縣堡至永久公路上游的東獾子洞調(diào)查時發(fā)現(xiàn)原來過水的開闊草甸子已被農(nóng)民開墾為農(nóng)田，無明顯河道無法確認(rèn)洪痕。根據(jù)村民介紹:“2005年大水也很大，受三縣堡至永久公路阻水影響，水面到屯子邊，農(nóng)民的玉米全爛在地里，田里的水到膝蓋以上;1994年大水也到屯子邊，水最大;1998年水淹了一部分地，沒有1994年水大，但比2005年大。”

在三教寺村支部( 原來的水庫管理所) 調(diào)查時，村支部孫書記說:“1994年三教寺水庫水面距壩頂為半尺多，眼看就要漫過大壩，閘門沒有打開，溢洪道沖開，水面到蘆家屯;1998年水也很大，但沒有1994年大;2005年大水閘門全開，水淌了兩個多月，閘門下河道沖刷3 米來深。”經(jīng)過分析洪水順位為1994年、1998年、2005年。

由于所調(diào)查的區(qū)域均被當(dāng)?shù)亻_墾成農(nóng)田，無法調(diào)查可靠的洪痕，本次洪水調(diào)查只對歷年洪水做大小排序，沒有調(diào)查值，也沒有重現(xiàn)期分析。

3 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

3.1 設(shè)計(jì)暴雨

三教寺水庫設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)采用吉林省水利廳1989年10月編制刊印的《吉林省暴雨圖集》成果。設(shè)計(jì)暴雨成果見表1。

3.2 設(shè)計(jì)凈雨

暴雨徑流關(guān)系參數(shù)，采用前進(jìn)水文站成果。暴雨徑流參數(shù)見表2。

由暴雨徑流參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)凈雨成果見表3。

3.3 洪峰流量

洪峰流量采用羅氏法計(jì)算。

計(jì)算公式為:

式中: α 為洪峰逕流系數(shù); i 為降雨強(qiáng)度mm/分鐘; β 為暴雨不均勻系數(shù); F 為流域面積km2。

表1 三教寺設(shè)計(jì)暴雨成果表mm

表2 暴雨徑流參數(shù)表

計(jì)算參數(shù)的確定，根據(jù)本流域的地形、地貌，土壤等調(diào)查，三教寺水庫控制流域內(nèi)的土壤系數(shù)ξ 采用0.28，坡面糙率系數(shù)ψ 采用0.32。流域特征值見表4，各頻率洪峰計(jì)算成果見表5。

表3 三教寺水庫設(shè)計(jì)凈雨成果表 mm

表4 流域特征值表

表5 三教寺水庫坡水計(jì)算成果表 單位: m3/s

3.4 三教寺水庫設(shè)計(jì)洪水成果表

三教寺設(shè)計(jì)洪水成果見表6。

表6 三教寺水庫設(shè)計(jì)成果表

4 設(shè)計(jì)洪水成果合理性分析

本次設(shè)計(jì)對流域面積、河長及河道比降、坡長、坡面比降在1/10000 地圖上進(jìn)行了重新量算，對兩處坡水的設(shè)計(jì)洪水分別進(jìn)行了計(jì)算。

從設(shè)計(jì)暴雨成果來看，P = 2% 的最大24 h 暴雨為168.3 mm，1994年長嶺最大24 h暴雨為171.5 mm，據(jù)吉林省水利廳1981年刊印的《吉林省洪水調(diào)查資料》成果及鄰近龍鳳山水庫、小巴山水庫及黑泉眼水庫的設(shè)計(jì)成果，1994年的洪水重現(xiàn)期均為50 a左右，按暴雨和洪水同頻考慮，三教寺水庫P =2%的最大24 h暴雨168.3 mm和1994年長嶺最大24 h暴雨171.5 mm 相近，可見本次設(shè)計(jì)暴雨成果也是合理的。

從建庫至今，不同的設(shè)計(jì)部門在不同時期做了大量設(shè)計(jì)洪水計(jì)算工作，歷次洪水計(jì)算成果見表7。

表7 三教寺水庫設(shè)計(jì)洪峰成果比較表m3/s

從表中可以看出，經(jīng)驗(yàn)單位線法和羅氏法計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水成果相差不大，而推理公式法適用于控制面積200 ～1 000 km2流域，但計(jì)算成果偏小。本次設(shè)計(jì)采用羅氏法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水成果。

5 結(jié) 語

本文通過羅氏法計(jì)算三教寺水庫的設(shè)計(jì)洪水，并與以前經(jīng)驗(yàn)單位線法和推理公式法計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水做比較，分析本次設(shè)計(jì)洪水成果的合理性，為水庫的工程設(shè)計(jì)提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過本文也為此類無資料流域的設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算提供一個思路。

［1］詹道江，葉守澤. 工程水文學(xué):第三版［M］. 北京: 中國水利水電出版社，2012.

［2］南京水文水資源研究所. SL196—97 水文調(diào)查規(guī)范［S］. 北京: 水利水電出版社，1997

［3］吉林省水利廳. 吉林省暴雨圖集［M］. 長春: 吉林省水利廳，1989.