太河水庫庫區(qū)地形圖測量及特征曲線復核

朱慧玲，袁春雷

（淄博市太河水庫管理局，山東 淄博 255178）

太河水庫位于山東省淄博市南部山區(qū)，淄河干流中上游，控制流域面積780km2，總庫容18330萬 m3，興利庫容11280萬 m3，是一座集防洪、供水、灌溉、發(fā)電等綜合功能于一體的大（2）型水庫。

為充分利用流域雨洪資源，山東省水利廳將太河水庫列入2016年水庫增容工程項目。太河水庫建設初期，山東省地礦局對太河水庫庫區(qū)進行了1∶10000地形圖測量，并據此計算出了水庫庫容，繪出了水位～面積～庫容關系曲線（以下簡稱“原成果”），該成果距今已50余年，由于多年來受自然和人為因素影響，庫區(qū)地形有所變化。為了分析掌握人類活動和自然因素對庫區(qū)地形變化的影響，為水庫增容工程設計及工程管理提供準確的基礎資料，2015年由山東省水利勘測設計院進行了太河水庫1∶2000庫區(qū)地形圖測量和水庫特征曲線復核。

1 庫區(qū)測量

1.1 庫區(qū)地形測量

1）平面控制測量。平面控制網采用GPS動態(tài)實時差分RTK技術布設的一級動態(tài)網，測量方法為由全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運行參考網站（SDCORS）站點出發(fā)，采用GPSRTK衛(wèi)星定位，測設基本平面控制點的平面坐標，該網共測設一級控制點55個。2）高程控制測量。采用四等水準網聯(lián)測所有埋石點作為基本高程控制網，為地形圖測量提供高程控制，其路線長度與閉合差等限差均按照四等水準精度要求控制。

1.2 1∶2000 地形圖測量

1）水面以上陸地地形圖測量。采用航攝綜合法測圖，用2013年山東省國土測繪院航拍獲取的外業(yè)最原始影像數據，補充完成外業(yè)像控點采集，空中三角解算，立體側圖等。2）水下地形圖測量。采用測量船上架設GPS接收機掛接珠海中海達HD310全數字雙頻測深儀的模式，由GPS接收機獲取水下點的平面坐標，測深儀直接獲取水下點的高程數據，完成水庫水下地形測量，最終室內生成水下等高線。

1.3 水庫庫容計算與特征曲線繪制

地形圖繪制完成后，勾繪不同高程的等高線，利用等高線容積法計算出不同起算面的水庫庫容，水位～面積～庫容關系見表1，曲線見圖1。

圖1 新測太河水庫水位～面積～庫容曲線

2 測量成果分析

2.1 新成果與原成果對比

新成果與原成果對比情況見表1，特征水位相應水位、面積、庫容關系對比見表2。

表1 水位～面積～庫容關系成果對比表

表2 太河水庫特征水位～面積～庫容關系對比表

2.2 庫容變化的原因分析

1）庫容計算公式不同。原成果面積使用機械求積儀進行量算，新成果面積采用計算機全解析法量算，計算公式分別為：

將原成果用原方法和新方法計算的庫容及其差值列入表1，可以看出兩種方法計算的庫容有差異，特別是在高程242m處，差異較大。

2）計算方法和精度不同。原水位～面積～庫容關系曲線是在1∶10000地形圖上計算而來，地形圖采用小平板手工勾繪進行測量，等高距為5m，等高線中誤差為1.7m。

新成果水位～面積～庫容關系曲線是在1∶2000地形圖上計算而來，地形圖測量采用GPS+測深儀技術，等高距水下為0.5m，水上為1m，等高線中誤差0.3m。

3）高程系不同。本次測算高程系統(tǒng)采用1985國家高程基準，原成果高程基準為1956年黃海高程系，1956年黃海高程系=1985國家高程基準+0.101m。為明晰水位～面積～庫容關系的變化，且保持與以往成果高程基準的一致性，聯(lián)測水庫水文觀測站的相關觀測點，將本次測算成果轉換至1956年黃海高程系基面見表1。

4）自然因素及人為活動的原因。分析自然及人為活動的對庫容變化的表現(xiàn)及原因可分為以下幾個區(qū)段：高程208m以下：水庫面積減小、庫容減小，主要原因一是汛期洪水入庫時攜帶泥沙等沖積物在庫底淤積，水庫從建庫至今的50年當中，從未進行過清淤；二是高程208m以上庫區(qū)泥土被雨水沖刷至庫底。高程在208～216m之間：水庫面積增大、庫容增大，主要原因是雨水將208m以上泥土沖刷淤積到庫底；其次，2008年以前庫區(qū)在這一高程區(qū)間有少量挖沙，造成庫區(qū)面積增大，庫容相應增大。高程在216～223m之間：水庫面積減小、庫容減小，主要原因一是土地平整及支流口淤積；二是224m高程以上削減山脊及風浪淘刷，岸坡泥土填充到該區(qū)段；三是大壩混凝土防滲墻工程施工時，排出的泥漿在此堆積造成淤積。高程在224～239m之間：庫區(qū)面積增大、庫容增大，主要原因是土地平整等人類活動導致地形變化；其次是風浪淘刷使兩岸泥土填充到庫底或較低高程；另外，保安全工程壩頂高程234.5m以上時，將壩軸線向下游平移了24.5m，對水庫面積、庫容有一定影響。高程在239m以上：庫區(qū)新測面積、庫容與原成果新方法成果趨于一致，變化不大。

3 結語

本次太河水庫庫區(qū)地形圖測量和特征曲線復核，嚴格按照現(xiàn)行相關規(guī)范規(guī)程組織實施，采用了更加先進的測量方法和技術，其成果精度更高，與水庫庫區(qū)實際狀況較為相符，充分反映了自然因素和人為因素對水位～面積～庫容的影響。