双峰寺水库汛期调度运用分析

张 君，武智宏

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

1 概况

双峰寺水库是拟建的一座大（Ⅱ）型水库，位于武烈河流域干流上，地处承德市区的上游。武烈河是滦河的一级支流，发源于围场县道至沟，流经双峰寺后纵贯承德市双桥区，至雹神庙村汇入滦河。河流全长110km，流域面积2580km2。流域上游有石洞子川、鹦鹉川、茅沟川、头沟川4条支流，呈扇形分布。双峰寺水库位于4条支流汇合后的武烈河干流，坝址控制流域面积2303km2。

该水库任务以防洪为主，结合城市供水，兼顾生态环境和发电等综合利用。设计洪水标准100a一遇，校核洪水标准2000a一遇。 水库死水位382.0m，汛限水位387.0m，正常蓄水位389.0m，设计洪水位392.5m，校核洪水位395.11m。 水库死库容0.335亿m3，兴利库容0.451亿m3，防洪库容0.469亿m3，总库容1.373亿m3。

2 设计洪水分析

在武烈河流域干流上设有承德水文站，位于承德市区公路大桥处，控制流域面积2476km2，占武烈河全流域的96%。承德站设立时间长，至2008年具有连续54a的实测径流及洪水资料系列，测站上游市区段以上河道主河槽两岸为二级阶地，河谷两岸山体雄厚，不具备溃堤跑水的地形条件。

水文站测流河段稳定，测流断面固定，对高水位测流控制好，因此，实测洪水资料精度较高，真实可靠。

承德站不仅设立时间长、资料全，而且控制了流域的绝大部分面积，因此承德水文站可作为双峰寺水库水文分析的依据。双峰寺水库控制面积占水文站面积的93%，根据有关规范，水库水文分析按面积比方法计算。

2.1 主汛期设计洪水计算

2.1.1 历史洪水考证

清康熙在承德修建离宫避暑山庄后，凡有雨洪灾害危及离宫均有奏报，“府志”、山庄“纪实”亦有记载。1987年根据史料编制的 《承德市武烈河市区段历史洪水调查及洪水分析》，其成果可靠性较高。本次依据该成果对武烈河干流历史洪水重现期考证如下：

（1）武烈河流域近200多年来发生的大洪水年份共9a，按先 后 顺 序 为 ：1883、1886、1890、1917、1924、1938、1958、1962、1994年。其中1958、1994年为实测大洪水，洪峰流量分别为1680，1420 m3/s；1962年为实测特大洪水，洪峰流量为2580 m3/s；1938年为可以定量的历史特大洪水年份，洪峰流量为4500 m3/s；其余几次洪水年份只能定性描述不能定量。因此，历史洪水重现期考证重点为1938年。

（2）分析1938年洪水重现期可追溯到1736年，相当于273a一遇。

2.1.2 水库主汛期设计洪水成果

根据承德水文站实测洪水资料及历史洪水考证成果，组成洪峰、洪量系列。依据系列，采用P—Ⅲ型曲线进行频率分析，分析结果承德站洪峰流量：均值450m3/s，Cv＝1.45，Cs／Cv＝3.0；3d洪量：均值0.373亿m3，Cv＝1.65，Cs/Cv＝3.0。

双峰寺水库设计洪水，按面积比的方法计算。承德水文站控制流域面积2476km2，双峰寺水库坝址控制流域面积2303 km2，分别占水文站控制流域面积的93%。不同重现期设计洪水成果见表1。

表1 主汛期设计洪水成果

2.2 后汛期设计洪水计算

根据承德水文站实测洪水资料，组成1955～2008年54a后汛期洪峰、洪量系列，采用P—Ⅲ型曲线进行频率分析，承德站（08-16～09-30）洪峰流量特征值：均值为100m3/s，Cv＝1.9，Cs/Cv＝3；3d洪量特征值：均值为0.100亿m3，Cv＝1.7，Cs／Cv＝3。 双峰寺水库后汛期设计洪水依据承德水文站分析成果，按面积比的方法计算。峰、量折算指数同汛期洪水指标，后汛期设计洪水成果见表2。

表2 后汛期（08-16～09-30）设计洪水成果表

2.3 洪水组合分析

双峰寺水库坝址距承德市区分别为12km，坝址与承德站之间的区间面积173 km2。区间设计洪水，根据河北省水文总站承德分站1989年3月编制的《承德水文图集》，采用图集推荐的合理化公式法计算，50、100a区间设计洪峰流量分别为555，677 m3/s。

双峰寺水库与承德站之间的洪水地区组成分别按水库设计区间相应，区间设计水库相应2种情况计算。

2.3.1 水库设计区间相应

水库100a一遇设计洪峰流量坝址为3200m3/s，承德水文站100a一遇设计洪峰流量3355m3/s。相应区间组合流量为155 m3/s，相当于区间5～10a一遇洪水。

2.3.2 区间设计水库相应

坝址与水文站区间100a一遇设计洪峰流量为677m3/s。坝址相应水库组合流量为2678m3／s，相当于水库设计流量的83%，约相当于水库50a一遇洪水。

3 调洪演算

3.1 防洪调度运用方式

水库的防洪任务是水库下游及承德市区防洪标准提高到100a一遇。承德市现状防洪能力为20a一遇，行洪能力为1670 m3/s。水库防洪的具体任务是将100a一遇洪水通过水库控泄削峰，与区间洪水组合，使武烈河承德市区段的洪峰流量削减到20a一遇。

根据区间洪水组成分析，承德100a一遇洪水的组成分为2种情况，一是水库设计区间相应，二是区间设计水库相应。第一种情况水库为100a一遇设计洪峰流量，区间相应流量为155m3/s，为使经水库削峰后的组合流量满足承德市20a一遇的防洪要求，水库100a一遇设计洪水限泄流量为1520m3/s。第二种情况区间设计流量为677m3/s，水库相应组合流量相当于50a一遇，该种组合经水库削峰后的组合流量满足承德市100a一遇的防洪要求，水库50a一遇设计洪水限泄流量为1000 m3/s。

经分析，双峰寺水库分别按50a一遇、100a一遇2个限泄方案进行拦泄调度，比较不同组成的防洪库容规模，以库容较大，对工程较不利情况作为设计控泄条件。通过计算水库设计、区间相应方案需要的防洪库容为0.4687亿m3，区间设计、水库相应方案需要的防洪库容为0.4308亿m3。说明水库设计区间相对应的100a一遇控泄方案需要的防洪库容较大，对工程防洪较不利，因此取100a一遇控泄方案做为设计条件。

3.2 主汛期调洪

根据防洪调度运用方式及水库兴利调节原则，水库主汛期7至8月上旬兴利调节运用控制水位为汛限水位387.0m。主汛期调洪采用碾压混凝土重力坝水库水位～泄量关系曲线，对应不同重现期调洪成果见表3。

表3 双峰寺水库主汛期洪水调洪演算成果

3.3 后汛期调洪

根据防洪调度运用方式及水库兴利调节原则，后汛期自8月15日以后用控制水位为正常蓄水位389.0m，相应后汛期洪水自389m起调。根据混凝土重力坝水库水位～泄量关系曲线，对应不同重现期调洪成果见表4。

表4 双峰寺水库后汛期调洪演算成果

3.4 分期洪水对水库影响

根据水库水位～泄量关系曲线，主汛期起调水位387m，设计洪水位为392.5m，校核洪水位为395.11m。

后汛期100a一遇入库洪峰小于水库100a一遇限泄流量；2000a一遇洪水不限泄，入库洪峰流量与水库起调水位389m时的泄量相当。因此后汛期洪水需要的设计洪水位、校核洪水位基本相当于正常蓄水位，低于水库汛期需要的设计洪水位、校核洪水位，因此，按后汛期洪水调度运用可以满足工程要求。

4 结语

（1）根据双峰寺水库洪水的暴雨特性及历史洪水资料分析，武烈河干流洪水主要发生在7月下旬至8月上旬，故以8月15日做为双峰寺水库主、后汛期洪水分界点是合理的。

（2）双峰寺后汛期与主汛期设计洪水比较，后汛期洪峰、洪量都减小很多，后汛期水库运用调洪水位较小，对水库不起决定作用。但对于水库后期运用起调水位较高，泄量又较小的水库情况有所不同。所以，分析分期洪水对水库调洪影响是必要的。

（3）水库与其下游区间洪水的组合情况是水库控泄的关键问题，对水库调洪规模有较大影响，是汛期调度运用方式的分析重点。

（4）采用分期洪水分析成果，在进行分期调洪演算分析对水库洪水位影响的基础上确定设计洪水位为392.5m，校核洪水位395.11m合理可行，为双峰寺水库可研提供依据。

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