红旗水库除险设计洪水计算方法分析

金冬梅

(黑龙江省佳木斯水文局，黑龙江 佳木斯 154002)



红旗水库除险设计洪水计算方法分析

金冬梅

(黑龙江省佳木斯水文局，黑龙江 佳木斯 154002)

在水利工程设计中，设计洪水是水利水电工程规划设计的重要依据。而大多数小型水库设计流域并无实测洪水资料，水库洪水计算方法不都是适合于所有地区的水库，如水库的地形地貌、流域的自然地理、气候条件及下垫面等因素影响较大。在此情况下，采用暴雨途径推求水库坝址断面设计洪水是设计洪水分析计算的重要方法。针对实际工作中出现的此类问题，提出了一种针对平原型小水库的洪水计算方法，以提高设计成果质量的目的。文章以集贤县红旗小(1)型水库为例，采用暴雨途径推求水库坝址断面设计洪水，为小型水库和类似工程的设计洪水计算提供了参考依据。

红旗水库；设计洪水计算；暴雨洪水计算；方法；分析

1 流域概况

集贤县地处黑龙江省东北部，完达山北麓，松花江下游南岸的三江平原腹地。地理坐标为E130°39′～132°14′，N46°29′～47°04′。东靠友谊县、东南与宝清县相连，南与双鸭山市毗邻，西南与桦南县接壤，西和北与桦川县相接，东北与富锦市接界。东西长75 km，南北宽42 km，全县区划面积2283.4 km2。

安邦河上游的水利工程主要为干流上游的寒葱沟水库、定国山水库、安邦灌区，寒葱沟水库和定国山水库的任务以工、农业供水为主。安邦灌区现灌溉2万亩地，灌溉用水来自安邦河。安邦河下游还有一座红旗水库，由安邦河渠首进水，红旗水库是一座利用福利屯拦河闸(安邦灌区渠首)从安邦河引水为主，是一座以灌溉为主的引水小型水库[1]。

红旗水库位于集贤县永安乡境内，距县城约20km，松花江一级支流安邦河的中下游，红旗水库库区面积为5.31 km2，地理坐标为E131°11′，N46°54′。

红旗水库位于安邦河与永发排干汇合处的滩地上。周围地势平坦，高程在74～77m，地势由西南向东北倾斜，过去为草甸子，因河水泛滥造成洪涝，形成沼泽；现河水归槽，库区周围开垦为耕地，局部地带人工筑堤挖掘形成环泡，喜水草生植物茂盛。该区地貌类型为松花江高漫滩。

本次洪水分析采用干流安邦河福利屯站降雨资料做为参证站。

2 气 象

本区属中温带大陆性季风气候区,气候特征是春季干燥风大,秋季降温迅速伴有早霜,冬季严寒漫长,夏季湿热暂短。多年平均气温3.1℃；最高气温38.5℃，出现在6月份，极端最低气温-37.1℃，出现在1月份。多年平均降水量为527.6mm，属于半干旱地带。降水年内分配不均，降水大部分集中在6—9月份，占全年降水量的73.3%，尤其是7、8月份降雨更为集中。多年平均蒸发量(E601蒸发器)687.5mm。平均无霜期为135d，最大冻深可达1.7m。多年平均风速8.52m/s，最大风速20m/s，风向为北风，冬季多西风和西北风，春夏两季多东南风。

3 设计洪水

3.1 暴雨特性

红旗水库处于北半球中高纬度，高空在西风带的控制下为台风暴雨区的边缘，大暴雨多为来自朝鲜的天气系统，经日本海水汽补充后形成。暴雨主要集中在夏季6—8月份，流域上游山区是三江平原最大24h及3d暴雨高值区，中心值分别为65～80mm以上。据福利屯站1956—1992年实测资料统计，最大1h暴雨76.9mm雨，最大6h雨量128.2mm，实测最大1d暴雨109.2mm，3d暴雨均值77.6mm，实测最大3d暴雨158.1mm。

3.2 洪水特性

安邦河流域洪水分春、夏两个汛期，春汛洪水由融雪融冰形成，发生时间为4月中旬—5月中旬，洪水过程陡涨陡落，单峰型，历时较短，一般≤3d，夏汛洪水由暴雨形成，汛期为7—9月，主汛期为7、8月两个月。上游山区洪水陡涨陡落，峰高量大，一次洪水过程一般不超过5d，过程线多为单峰型。受暴雨影响，上游山区亦为洪水高值区，20a一遇洪峰模数Cp值等值线高值中心在7m3/s/km2以上，居三江平原各流域之首[2]。

3.2.1 单站设计洪水

对福利屯站1955—2005年实测降水，按年最大独立选样原则统计出最大1h暴雨、最大24h、最大3d暴雨，进行各历时暴雨经验频率计算，选用Cs=3.5Cv的P—Ⅲ型曲线，尽量照顾点群趋势，以大、中洪水的经验点据与配合最好为原则进行适线。福利屯站最大1h暴雨、最大24h、最大3d暴雨频率曲线，最大24h洪量与最大1d洪量转换系数取1.14，福利屯站设计暴雨成果见表1。

表1 福利屯设计暴雨成果表 mm

3.2.2 坝址设计洪水

由于在洪水期红旗水库进水闸关闭防洪，其洪水主要为水库自身的天然降水，红旗水库库区面积为5.31 km2。由福利屯站距红旗水库较近，水库最大1h暴雨、最大24h暴雨、最大3d暴雨直接采用福利屯站成果，扣除蒸发渗漏等损失后，再乘以水库库区面积，转换成水库设计洪峰、设计最大24h洪量、设计最大3d洪量，最大24h洪量与最大1d洪量转换系数取1.14。红旗水库设计洪水成果表见表2。

表2 水库设计洪水成果表 104m4

4 结 语

中国绝大多数地方的洪水都是由暴雨形成的，雨量资料一般比流量资料观测年份时间长，观测点也较多，因此可以利用暴雨资料进行分析计算求得设计暴雨，再以径流形成原理为基础，推求设计洪水。根据实测暴雨资料，用频率分析法推求不同历时指定频率的设计雨量，在用典型放大法推球设计暴雨过程。

在红旗水库洪水分析计算中，洪水期水库进水闸关闭防洪，其洪水主要为水库自身的天然降水，水库采用暴雨计算方法更能准确的分析水库自身的设计洪水，雨量代表站尽量选择流域中心点雨量站或常见暴雨中心的雨量站，使计算的成果质量有所提高、也符合本地区的流域自然地理、气候条件及下垫面等因素。

[1]朱萍萍.青山水库除险设计洪水计算方法分析[J].工程科技，2015(29)：245.

[2]赵淑丽.承德金山子水库除险加固工程设计洪水计算方法分析[J].水科学与工程技术，2012(01)：17-18.

TV122

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1007-7596(2016)08-0016-02

2016-07-22

刘磊(1985-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，助理工程师。