通化抽水蓄能电站下水库设计洪水分析计算

邹 浩，黄建辉，孙庆财

（1.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021；2.吉林省防汛机动抢险队，吉林长春130022）

1 流域工程概况

浑江位于吉林省的东南部和辽宁省东部，是鸭绿江右侧的一大支流，发源于长白山系龙岗山东南山麓，自东北流向西南，在距河口约90 km处转向东南，于辽宁省桓仁县沙尖子乡下游约50 km处注入鸭绿江。

浑江全长435 km，流域面积15 414 km2。浑江为山区性河流，河网发达，全河蜿蜒于崇山峻岭之中，沿程汇入的较大支流有十余条，通化以上有红土崖河、大罗圈河、哈泥河，浑江蜿蜒曲折，河道多急滩哨口，坡度大，通化以上平均坡度0.199%，全河平均坡度0.063%。

浑江全流域多山，平地夹在山间河谷内。山坡基岩上为沙土覆盖，表层为含有腐植质的黑土，颗粒较细，土层较薄，杂草和幼林丛生，植被较好。

通化抽水蓄能电站下水库位于浑江中上游，在吉林省通化县大都岭龙胜村境内，坝址以上集水面积5 851 km2，大坝防洪标准为百年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核

2 暴雨洪水特性

2.1 暴雨特性

浑江流域位于东北地区的东南部。北依长白山系、南近黄海，地势由南向北增高，夏季东南季风从海洋带来充足的水汽，配以有利降水的环流系统，在迎风坡上形成强烈的暴雨。浑江流域这种特殊的地理位置和地形条件，使其成为暴雨集中地区之一。

形成该地区暴雨的主要天气系统有：台风、气旋、副热带高压边缘的辐合扰动和高空槽等。特大暴雨多由两种以上天气过程互相遭遇所造成。暴雨多发生在6月～9月份，以7月、8月份出现的次数最多，量级最大。一次暴雨历时一般为3 d左右，一次暴雨雨量又多集中在1 d之内，最大1 d暴雨量占一次暴雨量的50%以上。

2.2 洪水特性

浑江洪水由暴雨形成，洪水与暴雨相应，主要发生在6月～9月，全年最大洪水多发生在7月～8月。

浑江流域属于山区性河流，坡面及河道比降较大，汇流速度快，下垫面植被良好，受森林和植被的调蓄影响，退水较缓慢，一次洪水过程一般为3～7 d，涨洪历时短，从起涨到峰顶一般1 d左右，洪峰持续时间约为6 h，退水历时较长，一般为2～6 d。一次洪水总量多集中在3 d之内。

3 水文资料条件

通化抽水蓄能电站下水库坝址以上约25 km处有通化水文站，控制流域面积4 731 km2，坝址以下有下龙头和东村两水文站，控制流域面积分别为 5 901 km2和 6 764 km2。

通化站1936年2月，由伪满交通部理水司理水调查处设立，1945年抗战胜利后停测，1951年6月由辽宁省人民政府农业厅水利局复设为水位站。1954年9月由辽宁省水利局移交吉林省水利局，1955年1月改为水文站后观测至今。

下龙头水文站于1956年4月28日，由电力工业部长春水力发电工程局设立，1967年停测。

东村站于1967年6月设立为水文站，领导机关为吉林省水文总站，1990年改为水位站，观测至今。

各水文站资料系列见表1。

表1 通化、下龙头、东村水文站基本资料情况

4 设计洪水分析

4.1 历史洪水考证及重现期的确定

水利部东北勘测设计研究院、吉林省水文水资源勘测局、通化水文水资源勘测局、吉林省水利水电勘测设计研究院等单位，先后对浑江流域进行了大量的洪水调查工作。通化及下龙头站调查到的大水年份有 1888，1923，1957，1960年。根据历史洪水调查及现有资料条件情况，历史洪水重现期自1888年起至2006年，N=119。

4.2 设计洪水计算

下龙头站流量资料通过下龙头、通化、东村站流量相关关系插补。采用实测及插补延长后的通化及下龙头站1955—2006年洪峰及1 d，3 d洪量系列，加入1888年、1923年历史洪水，组成N=119年不连序系列，进行洪峰及1 d，3 d洪量频率计算。

根据洪水量级情况，洪峰流量及1 d洪量参数计算，提取 1888，1923，1957，1960，1995 年作特大历史洪水处理，3 d 洪量提取 1888，1923，1960，1995年作为特大历史洪水处理。

表2 通化、下龙头站设计洪水成果表

4.3 设计洪水成果合理性分析

4.3.1 单站合理性分析

通化、下龙头站设计洪水参数成果合理性分析如下：

1）分析各时段洪量均值、设计值与历时的关系，长时段洪量大于短时段洪量。

2）分析各时段洪量Cv与历时的关系，长时段洪量Cv小于短时段洪量。

3）点绘各时段洪量频率曲线在同一座标图上，无交叉现象，且保持一定的合理差值。

4）点绘两站实测峰量关系与设计值关系图，设计值与实测值关系符合较好，说明洪峰流量与时段洪量参数之间是相互协调的。

4.3.2 地区综合分析

以通化站、下龙头站和浑江下游桓仁水库、回龙山水库设计洪水成果进行地区综合分析，点绘各站洪峰、3 d洪量均值及设计值与集水面积的关系图，均值和设计值随着集水面积的增大而逐渐增大，曲线斜率变化合理，说明这次计算洪水参数和设计成果是合理的。

通化抽水蓄能电站下水库控制集水面积5 851 km2，与下龙头站控制集水面积5 901 km2仅相差1%，设计洪水可直接采用下龙头站成果。

5 结论

通化抽水蓄能电站下水库设计洪水充分利用坝址附近的水文站实测资料进行分析计算，实测连序系列达45年，并考虑了历史洪水调查成果，洪水资料条件满足设计需求。同时对设计洪水成果进行了单站及地区综合分析。其资料条件可靠，计算、分析方法合理，洪水成果合理可靠。