王家油房水庫洪水總量計算探析

宮克峰

(遼寧省撫順?biāo)木郑?遼寧 撫順 113015)

王家油房水庫洪水總量計算探析

宮克峰

(遼寧省撫順?biāo)木郑?遼寧 撫順 113015)

為了緩解老四平鄉(xiāng)用水之矛盾，現(xiàn)擬定在王家油房修建小型水庫一座，以此來興修水利，攔蓄地表水，開發(fā)利用地表水、地下水。為了宣泄規(guī)劃庫容所不能容納的洪水，為此進(jìn)行了洪水計算，防止洪水漫壩頂，保證大壩安全。

大壩； 溢洪道； 涵洞； 設(shè)計

1 概 述

昌圖縣老四平鄉(xiāng)位于昌圖縣西北部，全鄉(xiāng)區(qū)域面積82km2，耕地面積74414畝，全鄉(xiāng)人口18601，農(nóng)業(yè)人口17265，農(nóng)業(yè)勞動力4479。流經(jīng)老四平鄉(xiāng)的河流有三條，流域面積12萬畝，溝岔18條，河流總長27.2km,人均占有水量0.2m3。

昌圖縣老四平鄉(xiāng)王家油房水庫，控制面積7.04km2，距壩址2.48km上游有小(1)型水庫一座，該水庫控制面積38.6 km2，流域內(nèi)多位于丘陵地帶，河兩岸為農(nóng)田，河道常流水，汛期流量較大。其中上游的小(1)型水庫——北洼子水庫20年設(shè)計最大下泄洪峰流量為40.4m3/s,50年設(shè)計最大下泄洪峰流量為51.2m3/s。

2 年降雨量及年蒸發(fā)量

水庫壩址附近無實測水文資料，所以依據(jù)《遼寧省中小河流(無資料地區(qū))設(shè)計暴雨洪水計算方法》及《遼寧省水文手冊成果圖》知水庫位于水文分區(qū)Ⅲ7區(qū)。

2.1 降雨量

2.1.1 不同頻率下的年降水量

查得多年平均降雨量為610mm，年降水量變差系數(shù)Cv=0.28,Cs=2Cv,查有關(guān)表格知不同頻率的模比系數(shù)，用該數(shù)與多年平均降水量相乘即得不同頻率降水量，見表1。

表1 不同頻率年降水量

2.1.2 降水量年內(nèi)分配

經(jīng)分析實際資料知可以以開原站為代表站。查《遼寧省水文手冊》的代表站降水量的年內(nèi)分配，見表2、表3。根據(jù)保證率查表1得年降水量，用該值與各月分配百分?jǐn)?shù)相乘即得月降水量，其結(jié)果如表2、表3所列。

表2 保證率為50%降水量的年內(nèi)分配

表3 保證率為75%降水量的年內(nèi)分配

2.2 蒸發(fā)量計算

2.2.1 多年平均蒸發(fā)量

查《遼寧省水文手冊》流域重心處的年蒸發(fā)量為Z=1520mm，Ⅲ7區(qū)的蒸發(fā)量折算系數(shù)K=0.62(開原站)，因此多年平均蒸發(fā)量為Z=1520×0.62=942.4mm。

2.2.2 蒸發(fā)量年內(nèi)分配

查《遼寧省水文手冊》知蒸發(fā)量年內(nèi)分配百分?jǐn)?shù),用多年平均年蒸發(fā)量與各月分配百分?jǐn)?shù)相乘即得月蒸發(fā)量，結(jié)果見表4。

表4 蒸發(fā)量年內(nèi)分配

3 年徑流計算

查《遼寧省水文手冊》流域中心處多年平均徑流深為y=100mm，年徑流變差系數(shù)Cv=0.7,采用Cs=2Cv。

3.1 王家油房水庫多年平均徑流總量

由庫區(qū)地形圖可知王家油房庫區(qū)集雨面積為7.04km2,則

W =1000Fy=1000×7.04×100=704000m3

查皮爾遜Ⅲ型曲線的模比系數(shù)Kp值表可得不同保證率的多年平均徑流量，見表5。

表5 不同保證率的多年平均徑流總量

3.2 流域多年平均徑流總量

流域總面積為38.6+7.04=45.64km2,則

W =1000F總y=1000×45.64×100=4564000m3

查皮爾遜Ⅲ型曲線的模比系數(shù)Kp值,計算得不同保證率的多年平均徑流總量，見表6。

表6 不同保證率的多年平均徑流總量

4 設(shè)計洪水

4.1 設(shè)計暴雨計算

流域年最大三日暴雨均值P三日=100mm，年最大24h暴雨均值P24=80mm，年最大24h(三日)暴雨變差系數(shù)Cv=0.6，采用Cs=3.5Cv。各種頻率下的暴雨均值如表7。

表7 各種頻率下的暴雨均值

4.2 設(shè)計洪峰及洪量計算

4.2.1 北洼子水庫

北洼子水庫上游河長L=10.39km，比降J=1.8‰。

4.2.1.1 洪峰計算

L/J0.5=10.39/1.80.5=7.74,查《水文手冊成果表》得Ki=0.041。

由公式

Qc=KiP24F=0.041×80×38.6=126.61m3/s

式中Qc——不因頻率而變的常數(shù)流量，m3/s；

Ki——從《水文手冊成果圖》中根據(jù)所屬水文分區(qū)由L/J0.5查得，Ki=0.278/241-niτn，其中n為短歷時暴雨指數(shù)，τ為流域匯流歷時。

由此可按下式計算出不同頻率下的洪峰流量，見表8。

式中Kp——年最大24h暴雨不同頻率的模比系數(shù)；

Ψp——不同頻率的洪峰徑流系數(shù)。

表8 不同頻率下的洪峰流量

4.2.1.2 洪量計算

一次暴雨洪水總量是確定水庫防洪庫容的重要依據(jù)之一。小河流的洪水陡漲陡落，因此，根據(jù)經(jīng)驗，小河流一般可用24小時設(shè)計暴雨所形成的洪水總量作為設(shè)計洪水總量。由以下公式可求得不同頻率下的洪水總量，見表9。

式中 0.1——折算系數(shù)；

α——日暴雨徑流系數(shù)(據(jù)分析24h暴雨徑流系數(shù)與三日暴雨徑流系數(shù)相差甚小，誤差在5%，所以可用三日暴雨徑流系數(shù)代替24h暴雨徑流系數(shù)，查得α=0.33)；

H24p——頻率為P的24h暴雨量，mm；

F——水庫集水面積，km2。

表9 不同頻率下的洪水總量

4.2.2 王家油房水庫

王家油房水庫上游河長(至北洼子水庫壩址)L=2.48km，比降由庫區(qū)地形圖算得：

式中z0、z1、z2,…,zn——自河口起沿流程各點的河底高程，m；

L1、L2…Ln——各點間距，m；

L——河道總長度。

計算得J=2.59‰。

4.2.2.1 洪峰計算

L/J0.5=2.48/2.590.5=1.54,查《水文手冊成果表》得Ki=0.097。

由公式Qc=KiP24F=0.097×80×7.04=54.63m3/s,按公式Qp=KpΨpQc求得不同頻率下的洪峰流量,見表10。

表10 不同頻率下的洪峰流量

4.2.2.2 洪量計算

由公式Wp總=0.1αH24pF求得不同頻率下的洪水總量，見表11。

表11 不同頻率下的洪水總量

5 結(jié) 語

通過對王家油房水庫洪水總量的計算，為攔蓄地表水，開發(fā)利用地表水、地下水,有效合理利用及開發(fā)水資源提供了科學(xué)保證。水庫的建成和安全運用，在防洪、灌溉、發(fā)電、城鄉(xiāng)供水、環(huán)境生態(tài)、旅游等方面發(fā)揮了巨大作用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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[3] 宋海波,楊啟濤.北臺上水庫洪水總量預(yù)報分析[J].中國防汛抗旱.2011(S1).

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[5] 耿俊華,薛冰.廊坊市2012年“7·21”暴雨洪水分析及建議[J].中國水利.2013(S2).

Analysis on flood volume calculation in Wangjia Youfang Reservoir

GONG Kefeng

(Liaoning Fushun Hydrology Bureau, Fushun 113015, China)

It is proposed that one small-sized reservoir is constructed in Wangjia Youfang currently in order to relieve the contradictions of water consumption in Laosiping Township, thereby building water conservancy project, blocking and storing surface water, developing and utilizing surface water and groundwater. Flood is calculated in order to release flood which cannot be contained in the reservoir, thereby preventing flood overflowing to the top of the dam and ensuring the safety of the dam.

dam; spillway; culvert; design

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.06.015

TV877

A

2096- 0131(2016)06- 0048- 03