威寧縣冒水水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程洪水計(jì)算

□侯凱吳忠樂(lè)

（畢節(jié)市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）

威寧縣冒水水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程洪水計(jì)算

□侯凱吳忠樂(lè)

（畢節(jié)市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）

基于目前水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程進(jìn)行洪水計(jì)算過(guò)程中存在的問(wèn)題，文章以實(shí)際工程為例，結(jié)合工程所處的水文地質(zhì)情況，分析了威寧縣冒水水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的供水計(jì)算方法。其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。結(jié)果表明，要想提高水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程洪水計(jì)算的科學(xué)合理性，需對(duì)工程供水計(jì)算的原設(shè)計(jì)內(nèi)容以及地區(qū)出現(xiàn)的歷史供水情況進(jìn)行判斷設(shè)計(jì)。

冒水水庫(kù)；除險(xiǎn)加固工程；洪水計(jì)算

0 引言

水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程是保護(hù)地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)成果的關(guān)鍵，其中洪水計(jì)算是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。為此，研究人員應(yīng)從實(shí)際工程項(xiàng)目入手，即在明確原水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程洪水計(jì)算設(shè)計(jì)缺陷的基礎(chǔ)上，來(lái)找出具有應(yīng)用針對(duì)性的洪水計(jì)算優(yōu)化設(shè)計(jì)策略。這是滿(mǎn)足水利工程建設(shè)使用安全穩(wěn)定性需求的措施，相關(guān)人員應(yīng)將其重視起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速穩(wěn)定發(fā)展目標(biāo)。

1 工程概況

冒水水庫(kù)位于貴州省威寧縣金鐘鎮(zhèn)冒水村境內(nèi)，水庫(kù)原設(shè)計(jì)總庫(kù)容150萬(wàn)m3，興利庫(kù)容98.90萬(wàn)m3，死庫(kù)容2.50萬(wàn)m3。原集水面積為16.80 km2，主河道長(zhǎng)7.24 km，河道平均坡降為8.72‰。然而，冒水水庫(kù)建成后由威寧自治縣冒水水庫(kù)管理所管理，聘請(qǐng)周邊村民為管理員，因管理人員不具備專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)，水庫(kù)管理僅限于放水灌溉、險(xiǎn)情上報(bào)、避免人為破壞等。為此，經(jīng)本次復(fù)核后，壩址以上面積為16.80 km2，主河道7.24 km，河道平均坡降為8.72‰。經(jīng)勘察，冒水水庫(kù)因管理設(shè)施破舊，大壩運(yùn)行管理工作難以開(kāi)展，水庫(kù)自建成以來(lái)，相關(guān)管理制度一直未得到完善，給水庫(kù)的運(yùn)行管理帶來(lái)很多困難。為此，建設(shè)人員應(yīng)在原工程供水計(jì)算設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，找出優(yōu)化應(yīng)用的方式方法，從而保護(hù)工程所處地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)環(huán)境。

2 威寧縣冒水水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程洪水計(jì)算原設(shè)計(jì)分析

威寧縣冒水水庫(kù)原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用30年一遇（P=3.33%）洪水設(shè)計(jì)，500年一遇（P=0.20%）洪水校核。正常蓄水位2 156.90 m，設(shè)計(jì)洪水位2 158.16 m，設(shè)計(jì)洪峰流量為62.50 m3/s，相應(yīng)下泄量為42.20 m3/s，洪水總量為139.30萬(wàn)m3；校核洪水位2 158.73 m，校核洪峰流量109 m3/s，相應(yīng)下泄量為74.50 m3/s，洪水總量為186.50萬(wàn)m3；總庫(kù)容150萬(wàn)m3，正常蓄水位庫(kù)容101.40萬(wàn)m3，死庫(kù)容2.50萬(wàn)m3。然而，因壩體存在滲漏現(xiàn)象，大壩左壩肩與建基面接觸帶、壩基淺層強(qiáng)風(fēng)化帶滲漏、右壩肩存在繞壩滲漏，在水庫(kù)水位由正常蓄水位驟降至取死水位工況時(shí)上游壩坡最大逸出滲透比降大于臨界滲透比降，大壩滲流性態(tài)不安全。具體來(lái)說(shuō)，由于該水庫(kù)壩體由人工填筑，填筑質(zhì)量較差，造成水庫(kù)建成后迎水面曾先后發(fā)生五次滑坡，前四次處理只是清除滑坡體，恢復(fù)原有坡面；第五次滑坡最為嚴(yán)重，滑坡土體達(dá)5萬(wàn)m3，使水庫(kù)變?yōu)殡U(xiǎn)庫(kù)。為此，水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程洪水控制人員要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)所處的水文地質(zhì)情況，重新對(duì)其進(jìn)行洪水計(jì)算，以提高水庫(kù)工程建設(shè)使用的適用性。

3 威寧縣冒水水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程洪水計(jì)算

3.1 洪水計(jì)算過(guò)程

首先，冒水水庫(kù)1976年建成，要想提高威寧縣冒水水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的洪水計(jì)算科學(xué)合理性，需對(duì)工程發(fā)生的兩次歷史洪水進(jìn)行分析。具體來(lái)說(shuō)，1999年該次洪水發(fā)生之時(shí)，冒水水庫(kù)溢洪道進(jìn)口尚未擴(kuò)寬，當(dāng)時(shí)寬度為15 m，堰頂高程為2 156.90 m，根據(jù)寬頂堰公式（1999年水頭為1.87 m），計(jì)算得該次洪峰流量為63.30 m3/s，重現(xiàn)期考慮從建成至今的最大洪水為39 a；2009年冒水水庫(kù)溢洪道已經(jīng)擴(kuò)寬為20 m，堰頂高程為2 156.90 m，壩頂高程為2 159.47 m，計(jì)算得該次洪峰流量為58.80 m3/s（該次水頭為1.47 m），重現(xiàn)期考慮建成至今的次大洪水，與1999年相距十年為29 a。

其次，經(jīng)分析勘察冒水水庫(kù)流域內(nèi)無(wú)水文測(cè)站，缺乏洪水資料，本次洪水計(jì)算采用“雨洪法”計(jì)算。按《貴州省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊(cè)》（修訂本）之規(guī)定，采用“雨洪法”計(jì)算公式為修訂2式：

式中：Qp——設(shè)計(jì)頻率P的洪峰流量（m3/s）；γ——匯流系數(shù)，Ⅰ1區(qū)，r1=0.34（冒水水庫(kù)流域處于高山間山丘區(qū)，植被較差，巖溶發(fā)育一般，故選擇Ⅰ1區(qū)；f——流域形狀系數(shù)（F/L2，L——主河道河長(zhǎng)，7.24 km），f=0.32；J——分水嶺至出口斷面的河道平均比降（m/m），J=8.72‰；F——流域面積（16.80 km2）；C——洪峰徑流系數(shù)，0.80～0.70；Kp——設(shè)計(jì)頻率P的P─Ⅲ型曲線(xiàn)的模比系數(shù)；H24——設(shè)計(jì)最大24 h點(diǎn)雨量均值（mm）。

洪水總量按公式：

式中：H24p——最大24 h暴雨，H24p=71.40 mm；Hs——穩(wěn)定雨損；△Hs——附加雨損。

最后，根據(jù)該修訂公式及前面所計(jì)算各參數(shù)，將參數(shù)帶入上式，可以計(jì)算出冒水水庫(kù)不同頻率洪水過(guò)程線(xiàn)。洪水成果如表1所示。

表1 冒水水庫(kù)不同頻率設(shè)計(jì)洪水成果表

3.2 洪水計(jì)算成果

從上表可以看出，冒水水庫(kù)原校核P=0.20%洪峰流量為109 m3/s，設(shè)計(jì)P=3.33%洪峰流量為62.50 m3/s，校核洪水總量186.50萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)洪水總量139.50萬(wàn)m3，而安全鑒定P= 0.20%洪水洪峰流量為116 m3/s，相應(yīng)洪水總量262萬(wàn)m3，P= 3.33%洪峰流量為61.50 m3/s，相應(yīng)洪水總量146萬(wàn)m3。設(shè)計(jì)、校核洪峰與原設(shè)計(jì)相差不大（設(shè)計(jì)洪峰相差1 m3/s，校核洪峰相差7 m3/s），結(jié)合上述內(nèi)容分析可知，本次24 h設(shè)計(jì)暴雨均值（71.40 mm）比原設(shè)計(jì)稍?。?7 mm），但本次24 h暴雨Cv為0.42，比原設(shè)計(jì)偏大（0.32），綜合設(shè)計(jì)洪水洪峰成果與原設(shè)計(jì)相近是合理的。

4 結(jié)語(yǔ)

總體而言，水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程洪水計(jì)算的科學(xué)合理性，需在明確原洪水計(jì)算設(shè)計(jì)以及歷史洪水的發(fā)生情況的條件下，根據(jù)所處地區(qū)管理部門(mén)制定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。而后，還要對(duì)洪水計(jì)算的成果進(jìn)行分析，以保證水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程實(shí)際采用的洪水計(jì)算設(shè)計(jì)具有適用性，從而能夠起到保護(hù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)成果的目標(biāo)。事實(shí)證明，洪水計(jì)算是可以通過(guò)技術(shù)方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的，因此，研究人員應(yīng)將其重視起來(lái)，從而作用于水庫(kù)工程建設(shè)使用的安全穩(wěn)定性。

［1］潘國(guó)光.小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)［J］.黑龍江水利科技，2013（12）:247-249.

［2］汪守先.山區(qū)小二型病險(xiǎn)水庫(kù)治理的普遍問(wèn)題暨典型案例山岔溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固綜述［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2012（2）: 42-46.

［3］陳林.貴州省長(zhǎng)順縣白臘凼水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)分析［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2016（2）:30-32.

TV122.5

：B

：1673-8853（2017）08-0054-02

2017-06-06

編輯：劉青

侯凱（1986.8-），男，工程師，主要從事水文分析計(jì)算在工程實(shí)踐中的應(yīng)用工作。