水庫控制運用對設計洪水的校核

摘 要：水庫工程建成后，要根據(jù)各種標準的洪水過程線進行洪水調節(jié)計算，以確定汛期控制運用的原則、方法及措施。要對原設計洪水（也包括校核洪水，可能最大洪水等）進行校核計算。做好水庫控制運用工作，可以在保證工程安全的前提下充分挖掘水庫潛力，合理地安排蓄泄關系和重迭使用調洪庫容與興利庫容，發(fā)揮原設計更大的效益；提高天然徑流的利用程度，合理分配水量，解決水利部門間的矛盾。

關鍵詞：水庫控制運用；工程安全；洪水調節(jié)；

中圖分類號：TV697 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-07-00-01

做好水庫控制運用工作，可以在保證工程安全的前提下充分挖掘水庫潛力，合理地安排蓄泄關系和重迭使用調洪庫容與興利庫容，發(fā)揮原設計更大的效益；提高天然徑流的利用程度，合理分配水量，解決水利部門間的矛盾；提高對水庫運行的預見性，可避免可能遭到的損失，達到興利除害，調洪錯峰的目的。

水庫建成后，要根據(jù)各種標準的洪水過程線進行洪水調節(jié)計算，以確定汛期控制運用的原則、方法及措施。因此要對原設計洪水（也包括校核洪水，可能最大洪水等）進行校核計算。目前對設計洪水的校核主要有兩個內容：

（1）由于水庫設計階段設計洪水皆采用壩址洪水資料統(tǒng)計而得，所以要進行水庫入庫洪水的改正；（2）由于建庫后，洪水資料仍不斷增加，因此要把新增加的洪水值補入建庫前的統(tǒng)計系列，重新計算各種頻率的洪水值。

一、壩址洪水與入庫洪水的換算方法

建庫后，一部分河段被淹沒成為水庫，匯流時間縮短。水庫周邊至原河槽周邊之間的坡地已成為水面，直接承受降雨。由于匯流條件的改變，一般來說，同樣的降雨，建庫后求得的洪峰值要比建庫前壩址洪峰要大，漲水段水量集中，洪量增加，洪水歷時縮短，洪峰出現(xiàn)時間提前。如長江支流上的蒲圻、偏窗子、丹江口等水庫，入庫洪水的洪峰可比壩址斷面的大15～35%；峽谷式的山區(qū)水庫，兩者相差較小，如烏江渡相差約5%左右。所以這些特性的改變，與庫區(qū)水深、回水長度占壩址以上河道長度的比例、庫區(qū)水面面積占壩址以上集水面積的比例成正比關系。此外，與降雨中心位置也有關系，降雨中心在回水區(qū)的，洪水特性改變就大一些，降雨中心愈往上移，洪水的特性的改變就相對地減小。當然也有的不完全符合上述一般規(guī)律，應根據(jù)具體情況加以分析。

入庫洪水與壩址洪水的差別也與不同型式水庫有關，對峽谷型水庫，河床下切很深，河道槽蓄量較小，河道比降較陡，使得洪水沿程傳播較快，洪水波沿程的變化不大，入庫洪峰流量與壩址洪峰流量差別較小，洪量更沒有多大差別；對于河床式水庫，庫區(qū)天然河道位于盆地和淺丘地帶，河道比降平緩，高水時期易于漫灘，滯洪能力較大，則入庫洪水與壩址洪水一般差別較大。

因此，重要的水庫必須研究入庫洪水和壩址洪水的關系，以便將壩址洪水資料轉換成入庫洪水后進行洪水調節(jié)計算。常見的轉換方法有以下三種：

（一）當入庫站控制集水面積較大，建庫前后均有同期觀測資料時，可分別建立建庫前的入庫站洪峰流量與壩址洪峰流量相關關系，和建庫后的入庫站洪峰流量與入庫洪峰流量相關關系。因為入庫站洪峰流量建庫前后匯流條件沒有變化，故可通過上述二條相關線找出壩址洪峰流量與入庫洪峰流量的關系。

（二）有時水庫在庫尾附近建庫前沒有水文站，或上游有站但控制面積太小，不足以建立入庫站洪峰與壩址洪峰之間的關系，這時可分別建立建庫前壩址洪水的峰、量關系，和建庫后入庫洪水的峰、量關系。由于長時段的洪量在建庫前、后變化不大，故可利用以上兩種相關線推求入庫洪峰與壩址洪峰的關系。

（3）如以上相關關系不太理想、誤差較大時，還可以利用相同的暴雨資料，采用建庫前、后不同的單位線，參見第三章第五節(jié)，分別求出壩址與入庫洪水過程線，然后建立它們的關系。

以上三種轉換方法，都得要知道建庫后的入庫洪水（或單位線）。建庫后入庫洪水的推算比較復雜，方法也很多。本書介紹常用的水量平衡法，即建庫后根據(jù)某次降雨水庫蓄水、泄水等變化，利用各時段水量平衡方法，倒推出本次降雨產(chǎn)生的入庫洪水進程線。

表1為某水庫的壩址洪峰、洪量與相應入庫洪峰、洪量計算成果比較表

用兩種洪水進程線對該水庫進行調洪演算，得結果如表2所示。

從表2可見，雖然兩者洪峰相差較大，但洪量隨時段長趨向相等，而本水庫防洪庫容大，致使調洪結果差別不是很大。

兩種調洪方案比較表

二、設計洪水的校核

有的水庫在建庫前計算設計洪水所采用的資料較短，而建庫后洪水資料逐年增加，特別是建庫后發(fā)生了較大洪水時，必須及時將此洪水加入系列，重新計算。當然并不是每一年要重新計算一次，一般是中、小洪水過幾年校正一次，較大洪水過后應立即校正。所以在水庫運行階段，是要經(jīng)常地進行洪水分析與計算的。最后還要指出，新加入系列的資料與歷史資料必須統(tǒng)一換算成壩址或入庫洪水才能計算，具體換算可參考上面介紹的方法進行。