晉城市花園頭水庫(kù)入庫(kù)洪水計(jì)算分析

王 飛

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

花園頭水庫(kù)位于晉城市城區(qū)鐘家莊辦事處花園頭村東，所在河流為白水河支流花園頭河。水庫(kù)壩址以上控制流域面積8.8 km2，河道長(zhǎng)3.85 km，平均寬度2.29 km，平均縱坡8.35‰。水庫(kù)大壩為碾壓式均質(zhì)土壩，最大壩高11.6 m。水庫(kù)原設(shè)計(jì)總庫(kù)容55.2萬(wàn)m3，防洪庫(kù)容26萬(wàn)m3，興利庫(kù)容20.6萬(wàn)m3，死庫(kù)容8.6萬(wàn)m3。水庫(kù)除險(xiǎn)加固實(shí)施后，總庫(kù)容50.9萬(wàn)m3，是一座以防洪為主的?。ǘ┬退こ獭?/p>

此次晉城市區(qū)防洪規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，因此對(duì)花園頭水庫(kù)入庫(kù)洪水100年一遇洪峰流量進(jìn)行分析計(jì)算。

2 流域基本情況

花園頭河為白水河支流，發(fā)源于白馬寺山東南，河流走向由西北流向東南，流經(jīng)曉莊、東西謝匠之間，經(jīng)花園頭、上輦、下輦，在連川西北處穿過(guò)晉長(zhǎng)二級(jí)路注入白水河，主河道長(zhǎng)6.35 km，流域面積19.3 km2。

花園頭水庫(kù)位于白水河支流花園頭河中下游，該流域?qū)俅箨懶约撅L(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季暴雨不斷，秋季陰雨連綿，冬季少雪干冷，汛期降雨量占全年降雨量的68%，7—8月雨量比較集中，并以歷時(shí)短、強(qiáng)度大的暴雨形式出現(xiàn)。

3 天然洪水計(jì)算

花園頭流域內(nèi)無(wú)水文測(cè)站，為無(wú)資料地區(qū)，洪水計(jì)算采用《山西省水文計(jì)算手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》）中瞬時(shí)單位線法對(duì)各斷面天然洪水進(jìn)行計(jì)算。

3.1 流域特征值量算

流域自然地理特征及與流域產(chǎn)流、匯流有關(guān)的河道特征等資料，包括流域及工程地理位置、地質(zhì)地形、地貌、植被、流域面積、河長(zhǎng)、河流縱比降等，南部公園蓄水湖至東部公園蓄水湖區(qū)間流域面積3 km2，河長(zhǎng)2.7 km，流域平均坡度27.2‰，南部公園蓄水湖流域面積5 km2，河長(zhǎng)2.7 km，流域平均坡度27.2‰，花園頭水庫(kù)流域面積8.8 km2，河長(zhǎng)3.9 km，流域平均坡度8.4‰。

3.2 產(chǎn)匯流地類劃分

通過(guò)實(shí)地查勘，結(jié)合《手冊(cè)》流域下墊面劃分圖，劃分流域產(chǎn)匯流地類，本次計(jì)算產(chǎn)流地類為黃土丘陵階地，匯流地類使用黃土丘陵。

3.3 暴雨均值和Cv

根據(jù)設(shè)計(jì)流域面積及形狀，結(jié)合《手冊(cè)》短歷時(shí)暴雨等值線圖的等值分布梯度確定各定點(diǎn)，由于各支流分布較為集中，而《手冊(cè)》等值線圖比例較大，因此本次洪水采取統(tǒng)一的一個(gè)定點(diǎn)各標(biāo)準(zhǔn)歷時(shí)暴雨均值和Cv，10 min 點(diǎn)暴雨均值為 17.2 mm，Cv為 0.54；60 min點(diǎn)暴雨均值為35.4 mm，Cv為0.53；6 h點(diǎn)暴雨均值為51.2 mm，Cv為 0.52；24 h點(diǎn)暴雨均值為 63.9 mm，Cv為0.51；3 d 點(diǎn)暴雨均值為 89.5 mm，Cv為 0.48。

3.4 瞬時(shí)單位線

流域降水所產(chǎn)生的凈雨在重力與地表阻力綜合作用下沿坡面及河網(wǎng)向流域出口斷面匯集的過(guò)程稱為流域匯流。采用瞬時(shí)單位線法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為：南部公園蓄水湖至東部公園蓄水湖區(qū)間P=1%洪峰流量為101 m3/s，南部公園蓄水湖P=1%洪峰流量為165 m3/s，花園頭水庫(kù)天然P=1%洪峰流量為226 m3/s。

4 入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

4.1 洪水組合法

由于花園頭水庫(kù)上游有東部公園蓄水湖和南部公園蓄水湖，三個(gè)水庫(kù)（湖）屬一條支流上串聯(lián)分布，花園頭入庫(kù)洪水存在多重組合，首先東部公園蓄水湖下泄與東部公園蓄水湖—南部公園蓄水湖區(qū)間組合作為南部公園蓄水湖入庫(kù)洪水，經(jīng)南部公園蓄水湖調(diào)節(jié)，下泄洪水與南部公園蓄水湖—花園頭蓄水湖區(qū)間洪水組合作為花園頭水庫(kù)入庫(kù)洪水。經(jīng)對(duì)比計(jì)算南部公園入庫(kù)洪水采取東部公園蓄水湖—南部公園蓄水湖區(qū)間同頻，東部公園蓄水湖上游相應(yīng)組合，花園頭水庫(kù)入庫(kù)洪水采取南部公園蓄水湖上游同頻，南部公園蓄水湖—花園頭蓄水湖區(qū)間相應(yīng)組合。經(jīng)計(jì)算，P=1%設(shè)計(jì)入庫(kù)洪峰流量為115 m3/s。

4.2 水利水保措施對(duì)設(shè)計(jì)洪水影響的估算方法

沒(méi)有實(shí)測(cè)洪水資料的地區(qū)，受水利水保措施影響的洪峰流量，利用經(jīng)驗(yàn)公式估算。經(jīng)計(jì)算，P=1%入庫(kù)洪峰流量為147 m3/s。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)花園頭水庫(kù)100年一遇設(shè)計(jì)入庫(kù)洪水分析計(jì)算，采用洪水組合和經(jīng)驗(yàn)公式兩種方法對(duì)比，P=1%洪水組合方法計(jì)算結(jié)果為115 m3/s，經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算結(jié)果為147 m3/s，兩者計(jì)算結(jié)果相差不大，對(duì)于比較重要的工程，經(jīng)驗(yàn)公式只能作為分析檢驗(yàn)的參考；此次洪水組合法更接近現(xiàn)實(shí)洪水模型，因此計(jì)算結(jié)果采用洪水組合法計(jì)算結(jié)果，即100年一遇花園頭水庫(kù)設(shè)計(jì)入庫(kù)洪峰流量為115 m3/s。