六勇水庫(kù)水文計(jì)算分析

（廣西來(lái)賓市水利局水利工程管理站，廣西 來(lái)賓 546100）

1 工程概況

六勇水庫(kù)位于來(lái)賓市興賓區(qū)陶鄧鄉(xiāng)洪村西面約1km處紅水河支流清水河的小支流上,距來(lái)賓市城區(qū) 45km，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的小（1）型水庫(kù)。水庫(kù)壩址以上集雨面積3.04km2，總庫(kù)容531萬(wàn)m3，其中興利庫(kù)容427萬(wàn)m3，死庫(kù)容18.1萬(wàn)m3，正常水位103.76m，設(shè)計(jì)洪水位104.23m，校核洪水位104.60m。水庫(kù)除險(xiǎn)后，灌溉面積600畝，防洪保護(hù)下游農(nóng)田1000畝，人口550人及陶鄧鄉(xiāng)2km.鄉(xiāng)級(jí)公路。根據(jù)國(guó)家《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）和《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ338-89）的有關(guān)規(guī)定，六勇水庫(kù)工程等級(jí)為Ⅳ等，建筑物級(jí)別為4級(jí),臨時(shí)性建筑物級(jí)別為5級(jí)。洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核，臨時(shí)性導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇，相應(yīng)的水庫(kù)設(shè)計(jì)和校核洪水位分別為104.23m和104.60m。水庫(kù)樞紐主要由大壩、穿壩放水涵管、溢洪道等組成。

2 水文分析

2.1 流域概況

水庫(kù)位于珠江流域西江水系紅水河支流清水河的小支流上，流域地形屬低山丘陵。清水河古稱(chēng)李依河，又稱(chēng)思覽江，發(fā)源于上林縣西燕鄉(xiāng)大明山望兵山峰(1506m)、東北 1.6km大明山電視轉(zhuǎn)播臺(tái)東北 1.1km，地理位置東經(jīng) 108°27′～108°58′，北緯23°29′～23°38′，流域面積4215.14km2（其中來(lái)賓境內(nèi) 870km2），干流河長(zhǎng) 187km（其中來(lái)賓境內(nèi)72km），平均坡降 0.93‰，多年平均流量約 107m3/s。清水河自南向北流，在遷江鎮(zhèn)劉家村北1.2km處注入紅水河。清水河沿河為巖溶平原地貌，兩岸地勢(shì)平緩，河道彎曲，地形開(kāi)闊平坦，呈“U”字型，谷寬120～250m，兩岸均有農(nóng)田，左岸石山遙立，賓陽(yáng)縣鄒圩以下有一平原。六勇水庫(kù)主河道長(zhǎng)3.06km，河流平均坡降 2.35‰。

2.2 氣象

本流域?qū)賮啛釒У貐^(qū)，雨量充沛，四季氣候比較溫和，流域多年平均降雨量1366.6mm，年最大降雨量2057.3mm，最小年降雨量820.3mm，多年平均蒸發(fā)量1704mm，最大月降雨量205.7mm，最小月降雨量80.6mm，多年平均氣溫20.7°C，極端最高氣溫39.6°C，極端最低氣溫-3.3°C，多年平均相對(duì)濕度為77%，多年平均風(fēng)速2.4m/s，平均最大風(fēng)速16m/s。

2.3 水文基本資料

本流域內(nèi)沒(méi)有水文觀(guān)測(cè)站，水庫(kù)無(wú)觀(guān)測(cè)資料，本次采用清水河上游的鄒圩水文站和水庫(kù)附近的青嶺雨量站的資料。

2.3.1 青嶺雨量站

青嶺雨量站位于來(lái)賓市小平陽(yáng)鎮(zhèn)青嶺村，地理位置東經(jīng)109°07′，北緯23°25′。該站于1955年設(shè)立，現(xiàn)有的觀(guān)測(cè)資料系列較長(zhǎng)且連續(xù)，整編比較規(guī)范，資料系列為1957～2006年（缺1961年資料），并考慮了2010年5月31日～6月1日的特大暴雨資料。青嶺雨量站與六勇水庫(kù)屬于同一個(gè)氣候區(qū)，降雨特性比較相近，可以作為設(shè)計(jì)的暴雨資料。

2.3.2 鄒圩水文站

鄒圩水文站位于清水河的中上游，站址在賓陽(yáng)縣鄒圩鄉(xiāng)，地理位置東經(jīng)108°53′，北緯 23°23′，距離河口 88km，水文站控制集水面積1896km2，于1954 年設(shè)立為鄒圩（一）站，1958年1月1日上移4km，改為鄒圩（二）站，觀(guān)測(cè)水位、流量、降水量、泥沙等。資料年限為1954年至今。測(cè)驗(yàn)河段尚整直，主流穩(wěn)定，資料觀(guān)測(cè)按規(guī)范進(jìn)行，質(zhì)量較好。

2.4 徑流

水庫(kù)流域內(nèi)無(wú)水文站，缺乏徑流資料，年徑流計(jì)算以清水河上游的鄒圩水文站年徑流量資料按面積比并考慮降雨量修正推算，計(jì)算得六勇水庫(kù)多年平均流量 0.074m3/s，年徑流量為232萬(wàn)m3。

2.5 洪水

2.5.1 洪水標(biāo)準(zhǔn)

六勇水庫(kù)1998年注冊(cè)登記采用的是設(shè)計(jì)重現(xiàn)期30年、校核重現(xiàn)期500年，能滿(mǎn)足《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）要求。根據(jù)水利部《重點(diǎn)小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)》（水總[2008]428號(hào)）確定：六勇水庫(kù)大壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇消能防沖，30年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核。

2.5.2 暴雨分析

六勇水庫(kù)目前尚未建立雨量、流量觀(guān)測(cè)站，沒(méi)有進(jìn)行雨量、流量觀(guān)測(cè)。本次收集了來(lái)賓市興賓區(qū)青嶺雨量站的雨量資料。其中 1957～1964年的資料為年最大日降雨，1965～2006年共42年的資料為年最大24h降雨，滿(mǎn)足規(guī)范要求，故不再將1957年～1964年的年最大日降雨進(jìn)行轉(zhuǎn)換，直接采用1965～2006年的年最大24h降雨資料，保證資料的一致性，同時(shí)加上2010年5月31日～6月1日的24h最大降雨量466.0mm，從而得到青嶺雨量站年最大24h雨量成果，六勇水庫(kù)流域內(nèi)年最大24h降雨量直接采用這一成果，見(jiàn)表1。

表1 青嶺雨量站年最大24h降雨量成果表

根據(jù)年最大24h降雨量系列進(jìn)行頻率分析，經(jīng)P-Ⅲ型理論頻率曲線(xiàn)適線(xiàn)，計(jì)算得均值 H24=140.5mm，變差系數(shù)Cv=0.56，偏態(tài)系數(shù) Cs=3.1Cv。從廣西水文局編制的《廣西壯族自治區(qū)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)等值線(xiàn)圖集》（2001年）中查算六勇水庫(kù)所在流域中心年最大10min、1h、6h點(diǎn)雨量均值和變差系數(shù)。設(shè)計(jì)暴雨成果見(jiàn)表2、頻率曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。

表2 六勇水庫(kù)年最大10min、1h、6h、24h設(shè)計(jì)暴雨頻率成果表

圖1 六勇水庫(kù)年最大24h降水量頻率曲線(xiàn)

通過(guò)查廣西水文局編制的《廣西壯族自治區(qū)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)等值線(xiàn)圖集》（2001年），對(duì)比1980年復(fù)核的暴雨成果，發(fā)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)暴雨更具有代表性。

2.5.3 洪水計(jì)算

（1）洪水計(jì)算成果

六勇水庫(kù)無(wú)入庫(kù)流量站，無(wú)實(shí)測(cè)的洪水資料，無(wú)法采用由流量資料推求的設(shè)計(jì)洪水。本次采用廣西水文總站 1984年編制的《廣西壯族自治區(qū)暴雨徑流查算圖表》上推薦的推理公式和瞬時(shí)單位線(xiàn)法分別進(jìn)行計(jì)算。其洪水計(jì)算成果見(jiàn)表3，洪水過(guò)程線(xiàn)見(jiàn)表4，圖2。

表3 六勇水庫(kù)洪水計(jì)算成果表

表4 六勇水庫(kù)洪水過(guò)程線(xiàn) 單位：m3 /s

19.5 6.68 0.50 7.18 0.42 0.42 0.42 0.42 20.0 6.61 0.50 6.61 0.42 0.42 0.42 0.42 20.5 5.80 0.50 6.30 0.42 0.42 0.42 0.42 21.0 5.29 0.50 5.79 0.41 0.41 0.42 0.42 21.5 3.26 0.49 3.75 0.41 0.41 0.42 0.42 22.0 1.28 0.49 1.77 0.41 0.41 0.42 0.42 22.5 0.37 0.49 0.86 0.41 0.41 0.42 0.42 23.0 0.09 0.49 0.58 0.41 0.41 0.42 0.42 23.5 0.02 0.49 0.50 0.41 0.41 0.42 0.42 24.0 0.00 0.49 0.49 0.41 0.41 0.42 0.42 24.5 0.00 0.48 0.48 0.40 0.40 0.42 0.42 25.0 0.48 0.48 0.40 0.40 0.42 0.42 25.5 0.48 0.48 0.40 0.40 0.42 0.42

圖2 六勇水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)

（2）洪水計(jì)算成果比選

從表3計(jì)算成果分析可知，兩種方法計(jì)算成果相差不多?？傮w來(lái)說(shuō)，推理公式法比瞬時(shí)單位線(xiàn)法計(jì)算成果略大。由于兩種方法計(jì)算洪峰流量偏差均不超過(guò) 10%，根據(jù)廣西水文總站1984年編制的《廣西壯族自治區(qū)暴雨徑流查算圖表》的有關(guān)規(guī)定，本次采用瞬時(shí)單位線(xiàn)法計(jì)算出來(lái)的洪水成果進(jìn)行調(diào)洪演算。

2.5.4 調(diào)洪演算

調(diào)洪演算采用《水利水電工程PC-1500程序集》的水庫(kù)調(diào)洪演算的數(shù)值解程序進(jìn)行，其成果見(jiàn)表5。

表5 六勇水庫(kù)調(diào)洪成果表

2.6 泥沙

六勇水庫(kù)流域內(nèi)沒(méi)有懸移質(zhì)輸沙率觀(guān)測(cè)資料，查《廣西水文圖集》的多年平均年輸沙量模數(shù)等值線(xiàn)圖，得六勇水庫(kù)年輸沙量模數(shù)為50t/km2。依據(jù)壩址以上流域面積推算六勇水庫(kù)的年入庫(kù)總泥沙量為 152t?？紤]泥沙的比重、淤積年限（1980年至今，淤積年限計(jì)為30年）和多年平均排沙比，計(jì)算得六勇水庫(kù)1980年至今的泥沙總淤積量約為0.29萬(wàn)m3。

2.7 水位庫(kù)容關(guān)系

本次計(jì)算采用 1980年復(fù)核時(shí)六勇水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系曲線(xiàn)，并考慮水庫(kù)泥沙淤積后得本次設(shè)計(jì)的水位庫(kù)容關(guān)系關(guān)系。水位庫(kù)容關(guān)系曲線(xiàn)成果見(jiàn)表6，圖3。

圖3 六勇水庫(kù)水位～庫(kù)容關(guān)系曲線(xiàn)

根據(jù)H—V關(guān)系確定六勇水庫(kù)的死水位為94.50m，相應(yīng)死庫(kù)容為18.1萬(wàn)m3。

表6 六勇水庫(kù)水位～庫(kù)容關(guān)系表

2.8 施工期洪水

本次利用鄒圩水文站1954年至2005年的實(shí)測(cè)資料計(jì)算施工洪水。統(tǒng)計(jì)11月至次年3月時(shí)段逐年各月最大流量，采用《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（SL 44-2006）中規(guī)定的方法計(jì)算，采用 P—Ⅲ理論頻率曲線(xiàn)進(jìn)行適線(xiàn)并確定鄒圩水文站各施工期的洪水計(jì)算參數(shù)和設(shè)計(jì)值。六勇水庫(kù)施工洪水計(jì)算按鄒圩水文站面積比2/3次方乘以鄒圩水文站相應(yīng)洪峰流量，成果見(jiàn)表7，表8，圖4。導(dǎo)流時(shí)段選用當(dāng)年11月至次年3月，施工最高水位94.58m，相應(yīng)設(shè)計(jì)流量0.08m3/s。

表7 六勇水庫(kù)施工洪水計(jì)算成果表

圖4 六勇水庫(kù)施工洪水過(guò)程線(xiàn)

表8 六勇水庫(kù)施工5年一遇洪水過(guò)程線(xiàn)成果表

3 結(jié)論

六勇水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程已于2011年9月完工，進(jìn)行了投入使用驗(yàn)收。工程建筑滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，在工程交付使用后，功能運(yùn)行良好。驗(yàn)證了此次水文計(jì)算成果的可靠性、準(zhǔn)確性，對(duì)于今后出現(xiàn)類(lèi)似情況的水庫(kù)，可提供計(jì)算參考。

[1]梁忠民,鐘平安,華家鵬.水文水利計(jì)算[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2006.

[2]梧州水利電力設(shè)計(jì)院.廣西來(lái)賓市興賓區(qū)六勇水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].梧州：梧州水利電力設(shè)計(jì)院,2010.

[3]梧州水利電力設(shè)計(jì)院.廣西來(lái)賓市興賓區(qū)六勇水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)報(bào)告[R].梧州：梧州水利電力設(shè)計(jì)院,2010.

[4]SL278-2002,水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范[S].

[5]SDJ338-89,水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]SL252-2000,水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)[S].

[7]廣西水文總站.廣西壯族自治區(qū)暴雨徑流查算圖表.1984 .

[8]廣西壯族自治區(qū)水文水資源局.廣西壯族自治區(qū)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)等值線(xiàn)圖集.2001.