孟家店水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核分析

馬傳華

(遼寧省丹東市水資源管理辦公室，遼寧 丹東118000)

1 水庫概況

孟家店水庫位于葫蘆島市南票區(qū)缸窯鎮(zhèn)孟葡村。水庫樞紐由大壩、輸水洞、溢洪道組成。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)規(guī)定，屬山丘區(qū)，水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為20 a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為200 a一遇，水庫工程規(guī)模屬于小(2)型水庫，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為5 級。

2 不同頻率設(shè)計暴雨復(fù)核

水庫屬無水文資料地區(qū)，本次復(fù)核采用1998年“遼寧省中小河流(無資料地區(qū))設(shè)計暴雨洪水計算方法”進(jìn)行計算。孟家店水庫位于遼寧省水文分區(qū)Ⅵ1區(qū)。本地區(qū)年暴雨較集中，暴雨一般持續(xù)時間1～2 d，多集中在1 d 之內(nèi)。暴雨匯流歷時按下式計算:

式中:τ 為匯流歷時，h;l 為河長，l =2.9km;j 為河道比降j =43.5‰;x、y 為系數(shù)x =0.64，y =0.67;τ=0.369，h。

2.1 設(shè)計暴雨均值P 均的計算

孟家店水庫設(shè)計暴雨參數(shù)計算成果見表1。

2.2 設(shè)計暴雨面雨量PP 面的計算

水庫流域面積僅4.53 km2，設(shè)計面雨量PP面計算公式為:

式中:KF為點(diǎn)面雨量折算系數(shù)，這里的折算系數(shù)可作為1。計算結(jié)果見表2。

表1 水庫設(shè)計暴雨參數(shù)表

表2 水庫設(shè)計面雨量PP面計算表

2.3 設(shè)計暴雨強(qiáng)度ip 計算

計算公式為:

式中:ip為定頻率下匯流時間τ 歷時設(shè)計暴雨強(qiáng)度，mm/h;Pp面定頻率下τ 歷時的設(shè)計面暴雨，mm;τ 為匯流歷時，h。

不同頻率設(shè)計暴雨強(qiáng)度ip計算見表3。

表3 水庫設(shè)計暴雨強(qiáng)度ip計算表面

3 不同頻率設(shè)計洪水復(fù)核

流域洪水主要由暴雨產(chǎn)生，暴雨歷時較短，主要集中在1 d之內(nèi)，大洪水呈單峰型，一次洪水歷時一般在3 d左右，漲落歷時短，一次洪水總量多集中在24 h內(nèi)［1］。

3.1 不同頻率設(shè)計洪水復(fù)核計算

3.1.1 設(shè)計洪峰流量計算

計算公式為:

式中:QP為定頻率下設(shè)計洪峰流量面，m3/s;ψp為設(shè)計洪峰流量徑流系數(shù);ip為匯流時間τ 歷時設(shè)計暴雨強(qiáng)度，mm/h;F 為流域面積，km2。

3.1.2 設(shè)計洪量計算

計算公式為:

式中:W三p、W(三－24)p、W24P分別為一定頻率下3 d 洪量、3 d減24 h 洪量、24 h 洪量，104/m3;a三p、a(三－24)p分別為一定頻率下3 d洪量徑流系數(shù)、3 d減24 h洪量徑流系;F 為流域面積，km2。

水庫不同頻率設(shè)計洪水計算成果見表4。

3.2 設(shè)計頻率洪水調(diào)洪計算

3.2.1 推求設(shè)計洪水過程線形狀系數(shù)

西部Ⅵ1水文分區(qū)設(shè)計洪水過程線形狀系數(shù)計算公式為:

式中:rp為不同頻率設(shè)計洪水過程線形狀系;W24P為不同頻率24 h設(shè)計洪量，104m3;QP為不同頻率設(shè)計洪峰流量，m3/s。

3.2.2 不同頻率參與調(diào)洪設(shè)計洪量計算

計算公式為:

式中:W調(diào)p為定頻率參與調(diào)洪的洪量，104m3;W24P為定頻率設(shè)計24 h洪量，104m3;QP為定頻率設(shè)計洪峰流量，m3/s;τ 為匯流歷時，h。

設(shè)計洪量計算見表5。

3.2.3 設(shè)計頻率洪水調(diào)洪計算

水庫為開敞式溢洪道，起調(diào)水位按溢洪道堰頂高程25.4 m開始起調(diào)。設(shè)計洪水過程線形狀系數(shù)rp＜0.05，則采用以設(shè)計洪峰流量QP為最大流量、按式W調(diào)p = 0.67W24P+0.12QP× τ 計算出的W調(diào)p為洪水總量，洪水歷時為T = 5.56W調(diào)p/QP的簡化三角形過程線，不同頻率參與調(diào)洪的洪量W調(diào)p (104m3)代入簡化公式:

進(jìn)行調(diào)洪計算。計算成果見表6、表7。

表4 水庫設(shè)計洪峰流量及洪量計算成果表

表5 水庫設(shè)計洪水過程線及參與調(diào)洪的設(shè)計洪量計算成果表

表6 水庫5%設(shè)計頻率洪水調(diào)洪計算表

表7 水庫0.5%設(shè)計頻率洪水調(diào)洪計算表

經(jīng)過不同頻率洪水調(diào)洪計算，本水庫溢洪道翼墻高度(1.5 m)不能滿足20 a一遇設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)的堰上水頭(2.85 m)和200 a一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)的堰上水頭(4.69 m)高度要求［2］。

3.3 設(shè)計洪水特征值復(fù)核計算

本次復(fù)核對水庫設(shè)計洪水特征值進(jìn)行了復(fù)核計算，其計算成果與水庫除險加固工程設(shè)計報告中的計算成果進(jìn)行對比基本相符，對比成果見表8。

表8 復(fù)核設(shè)計洪水特征值與除險加固工程設(shè)計報告中的值對比表

3.4 設(shè)計洪水特征值復(fù)核結(jié)論

水庫除險加固工程設(shè)計報告中的設(shè)計洪水特征值計算公式選取、參數(shù)選擇符合規(guī)范要求，其計算成果與本次復(fù)核計算的成果基本相符。水庫除險加固工程的設(shè)計洪水特征值的計算是正確可靠的，按除險加固工程設(shè)計報告的成果確定水庫設(shè)計洪水特征值。

［1］張云，侯鍇. 鬧德海水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核評價分析［J］. 黑龍江水利科技，2009(03):134－136.

［2］沈英浩，楊桂紅. 鬧德海水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核評價［J］. 水利科技與經(jīng)濟(jì)，2010(03):319－321.