團(tuán)結(jié)水庫設(shè)計洪水計算方法分析

任佳木

團(tuán)結(jié)水庫設(shè)計洪水計算方法分析

任佳木

（黑龍江省新奧博工程設(shè)計有限公司，哈爾濱150090）

東寧縣大肚川鎮(zhèn)團(tuán)結(jié)水庫所在的浪東溝西溝流域上無實(shí)測的水文觀測資料，僅在其所在的綏芬河干流上建有4處水文站，有實(shí)測的水文資料。對各站水文資料整理分析后，采用太平溝水文站作為本次的設(shè)計參證站。采用圖集和參證站法分別推求設(shè)計洪水，通過對比分析比較，推薦采用偏大的參證站法推求的設(shè)計洪水成果。

水庫；設(shè)計洪水；查圖集法；參證站法；成果對比

0 引 言

小型水庫是江河防洪體系的重要組成部分。病險水庫時刻威脅著廣大人民群眾的生命和財產(chǎn)安全，是防洪體系中的薄弱環(huán)節(jié)，是心腹之患。2000年以來，黨中央、國務(wù)院對病險水庫除險加固高度重視，國家實(shí)施積極的財政政策，加大了病險水庫除險加固的投資力度。

團(tuán)結(jié)水庫是位于牡丹江市東寧縣的小型水庫，在除險加固設(shè)計中涉及到設(shè)計洪水及計算方法，具體闡述如下：

1 地理位置

團(tuán)結(jié)水庫位于牡丹江市東寧縣大肚川鎮(zhèn)團(tuán)結(jié)村以南3 km處，位于E131°61′54″，N43°57′30″，控制流域面積5.5 km2。水庫攔截浪東溝西溝中上游來水，浪東溝西溝是瑚布圖河二級支流，河流長5.86 km，距大肚川鎮(zhèn)2.5 km。

水庫所處位置屬低山丘陵區(qū)，區(qū)內(nèi)低山縱橫，溝壑眾多，植被一般，林木為人工林和次生林，緩坡處大部分已開墾為耕地。

2 暴雨洪水特性

1 d降雨占7 d降雨的50%～60%，3 d降雨占7d降雨的70%～80%，而1d降雨的72%又集中在6h。與之相應(yīng)，一次洪水過程約為7d，7d洪量集中在1d～3d，1d洪量和3d洪量分別占7d洪量的30%和62%，3日洪量的45%集中在1d之內(nèi)。洪水過程線多為單峰，峰型尖瘦。

綏芬河屬山區(qū)河流，坡度較陡，根據(jù)實(shí)測河道測量資料分析，小綏芬河河道比降一般為1／200～1／600，因坡陡流急，洪水傳播時間也短，道河站～東寧站洪水傳播時間為6h～9h，平均約7 h。

3 資料情況

我國境內(nèi)綏芬河流域共有4處水文站，具體如下：

3.1 道河水文站。

位于小綏芬河下游距大小綏芬河交匯口5.7 km處，流域面積為3 420 km2。1985年7月1日設(shè)站觀測水位、流量、降水和冰情。測驗資料由省水文總站統(tǒng)一整編刊印。

3.2 太平溝水文站

位于大綏芬河上游吉林省境內(nèi)，集水面積為1 338 km2。1958年6月14日設(shè)站觀測水位、流量，1962年7月改為水位站只觀測水位，1966年1月1日又改為水文站，觀測項目有水位、流量、降水和冰情。具有1958—1992年水位資料和1958—1962、1966—1992年流量資料，均由省水文總站整編刊印。

3.3 奔樓頭水文站

位于大綏芬河下游，集水面積為4 359 km2。1958年7月11日設(shè)站觀測水位、流量、降水和冰情。1970年以后給位汛期水位站。該站只具有1958—1970年的水位、流量觀測資料和1971—1992年的汛期水位觀測資料，資料由省水文總站整編刊印。

3.4 東寧水文站

位于綏芬河干流東寧縣，集水面積為8 374 km2。1950年設(shè)立為水位站，1957年3月9日將基本水尺斷面上移5 230 m并改為水文站，1980年1月1日將基本水尺斷面各項測驗設(shè)備下遷3 600 m，站名改為東寧（二）站，新舊斷面有對比觀測資料。觀測項目有水位、流量、減稅、蒸發(fā)、泥沙、水位和冰凌。具有1957年—1992年共計36 a水位、流量、降水、泥沙等觀測資料，均由黑龍江省水文總站統(tǒng)一整編刊印。

太平溝為國家基本水文站，觀測項目有水位、流量、降水、蒸發(fā)等，具有1959年—1961年、1966年、1968年—2006年水位、流量、降水、泥沙等觀測資料，均由吉林省水文局整編刊印，其水文資料的測驗及整編均按規(guī)范進(jìn)行，資料連續(xù)可靠，精度較高，可直接使用。因此，作為本次計算的參證站［1］。

4 洪水計算

在團(tuán)結(jié)水庫消險初步設(shè)計中采用1996年版《黑龍江省水文圖集》［2］中的洪水參數(shù)等值線圖法、參證站洪水參數(shù)修正法兩種方法，分別計算水庫的設(shè)計洪水。

4.1 查圖集法

由于本流域沒有實(shí)際觀測資料，因此，依據(jù)黑龍江省水文局1996年編制的《黑龍江省水文圖集》中的洪水等值線圖查得團(tuán)結(jié)水庫集水面積5.5km2重心的洪水參數(shù)，最大流量參數(shù)Cp、最大1日洪量參數(shù)B1、最大3日洪量參數(shù)B3及相應(yīng)的變差系數(shù)Cv值，用查得的洪水參數(shù)推求團(tuán)結(jié)水庫設(shè)計洪水，成果見表1。

4.2 參證站法

采用大綏芬河上游吉林省境內(nèi)太平溝水文站1956年—2006年共51 a系列，加入歷史洪水組成不連續(xù)洪水系列，采用統(tǒng)一處理法進(jìn)行頻率計算，選用Cs＝2.25 Cv的P—Ⅲ型曲線，以大、中洪水的經(jīng)驗點(diǎn)據(jù)與理論曲線配合較優(yōu)，確定洪水參數(shù)和設(shè)計值，根據(jù)其洪水設(shè)計值得到太平溝水文站設(shè)計洪水參數(shù)，并根據(jù)1996年版《黑龍江省水文圖集》中洪水參數(shù)等值線圖，將太平溝水文站按照在等值線圖上的梯度把太平溝設(shè)計洪水參數(shù)修正到團(tuán)結(jié)水庫壩址，根據(jù)修正后的參數(shù)，推求工程地點(diǎn)設(shè)計洪水，成果見表1。

項目 均值 Cv設(shè)計值P＝1% P＝2% P＝5% P＝10%洪峰流量／m3·s-16.9 1.59 47.0 36.2 22.9 14.0最大1d洪量／萬m3 27.5 1.51 84.6 67.1 44.9 29.6最大3d洪量／萬m3 55.6 1.42 118.9 97.0 69.0 48.8

4.3 不同方法計算成果對比

圖集法和參證站參數(shù)修正法兩種方法推求的設(shè)計洪水成果對比見表2。

表2 團(tuán)結(jié)水庫設(shè)計洪水成果對比表

從表1、2中可以看出，參證站參數(shù)修正法計算的水庫設(shè)計洪水洪峰、1d洪量、3d洪量均大于查圖集法，本次從偏于安全考慮，推薦采用參證站參數(shù)修正法計算的水庫壩址設(shè)計洪水成果。

5 結(jié) 語

團(tuán)結(jié)水庫壩址以上集水面積僅為5.5 km2，太平溝水文站作為參證站，本次通過2種不同方法計算壩址設(shè)計洪水，雖然兩種方法計算的設(shè)計洪水成果差別不大，本次通過參證站計算的設(shè)計洪水偏大，由于太平溝水文站采用的是長系列水文實(shí)測資料，代表性好，更偏于安全，因此，本次采用參證站法計算的設(shè)計洪水成果基本合理。

［1］葉守澤.水文水利計算［M］.北京：中國水利水電出版社，1992.

［2］黑龍江省水利廳.黑龍江省水文圖集［M］.哈爾濱：黑龍江省水利廳，1996.

TV122.3

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1007-7596（2015）07-0076-02

2015-06-28

任佳木（1982-），男，黑龍江哈爾濱人，工程師。