三台子水库设计洪量计算方法探讨

陈 诗

(辽宁省抚顺水文局， 辽宁 抚顺 113005)

三台子水库设计洪量计算方法探讨

陈 诗

(辽宁省抚顺水文局， 辽宁 抚顺 113005)

三台子水库位于辽河一级支流李家河上游，该河流没有设立水文测站,在邻近流域即辽河支流拉马河上游尚屯水库设有水文测站，集雨面积238km2，水文条件相似，有参证价值。计算设计洪水时，采用尚屯水库资料，可按辽宁省中小河流(无资料地区)设计洪水计算方法进行计算。本文详述了水库设计洪量计算方法。

洪峰流量； 洪量； 计算； 三台子水库

1 流域概况

三台子水库位于辽宁省沈阳市康平县东关镇三台子村西，坝址位于东经123°21′，北纬42°38′，在辽河一级支流李家河上游。河道长21km，平均比降3.6‰，坝址以上集水面积143km2，是一座以防洪为主，兼有灌溉、水产养殖和旅游功能的中型水库。

库区为低山丘陵区，南部山势较陡，分水岭最高点高程342.5m。区内植被较多，其他地势较缓。水库保护耕地1.8万亩， 保护5个乡镇及1个农场合计人口5万人，保证位于坝下1.5km的203国道畅通，保护下游固定资产达2亿元的小康煤矿及铁路专用线。

水库始建于1939年，1944年建成。水库枢纽工程有大坝一座，输水泄洪洞两座，无溢洪道。大坝为均质土坝，主坝长4120m。两座输水泄洪洞均为坝下埋现浇混凝土方涵型式。

2 参证站设计洪峰流量

尚屯水库和三台子水库属于同一水文分区，且是邻近流域。为了验证三台子水库应用无资料地区的成果推求设计洪水的准确性，用尚屯水库现有的水文资料进行考证，以求得可信的程度，即三台子水库可否应用无资料地区的成果来推求设计洪水。

2.1 资料的分析和计算

尚屯水库1954年建站，1958年建库，建库前只有三年水文资料，但这三年的洪水都较小，最大的洪峰流量67.4m3/s。建库以后，1960—1970年的资料记载不完整，无法使用。最后决定采用1971—1991年建库的资料来进行还原计算，反推该水库的入库洪峰和洪量。再应用水量平衡原理，把推出的入库过程进行分析、概化，求入库的洪水过程。从计算结果看，1986年推求的洪水较1985年偏小，通过查阅资料和调查的成果得知，1985年最大三日降雨110mm，1986年最大三日降雨148mm，可以肯定1986年的洪峰大于1985年。应用暴雨径流关系确定1986年的各值。最后确定年最大入库洪峰、年最大24h入库洪量、年最大三日入库洪量。

对所推求的数据逐一进行分析、考证，即进行系列代表性分析。主要是应用降水资料进行对比分析、计算，以确定推求数据的准确性。通过分析、考证，最后确定历年的数据。

历史洪水和特大洪水在频率计算中起关键作用，此次调查中得知，该流域没有发生特大洪水，在近50年中，该流域只有在1951年、1969年、1985年、1986年发生过较大洪水。通过查阅资料和调查成果得知：1951年最大三日降雨220mm，1969年最大三日降雨124mm，1985年最大三日降雨110mm，1986年最大三日降雨148mm，1969年三日雨量较1986年小，所以未去考证。1951年最大三日降水是近50年以来最大的，所以可把推求的资料系列延长到50年。从该流域分析得知，洪峰和洪量主要是三日暴雨形成的，所以应用该流域的暴雨径流关系，参照1985年的暴雨径流关系，用三日雨量推求出1951年的洪峰为531m3/s、24h入库洪量1957万m3、三日入库洪量2880万m3。

2.2 洪水的排位分析

还原反推的入库洪水系列共24年，系列较短，且无特大洪水。通过分析、比较，确定1951年为近50年以来的最大洪水年，该洪水为50年一遇。

2.3 洪水经验频率的确定

尚屯水库入库洪峰流量各经验频率的计算见表1，点绘频率曲线，用读点法推求出洪峰流量参数Qm平均值为110m3/s，CV=1.26。通过配线、分析，最后确定取Qm平均值为110m3/s，CV=1.30，Cs=2.5CV。计算出各种频率的设计值，对该设计值在20%范围内进行分析修正，确定采用值见表1。

表1 尚屯水库入库洪峰流量各频率设计值 单位：m3/s

3 三台子水库设计洪峰流量

三台子水库无实测洪水资料，设计洪水计算采用辽宁省水文水资源局1998年编制的《辽宁省中小河流(无资料地区)设计暴雨洪水计算方法》一书中的方法。查《辽宁省水文分区图》，该流域属于Ⅱ区。

河道平均坡度:

=3.60/00

汇流历时计算。计算公式查《辽宁省水文分区图》，水文Ⅱ区时系数x=0.84，y=0.72，代入公式得：

设计洪峰流量:

=4.8h

计算公式：

式中QP——设计洪峰流量，m3/s；

ФP——设计洪峰径流系数，查附表(3-2)；

iP——相当于汇流时间τ的设计暴雨强度，mm/h。

F——集水面积，km2。

各频率洪峰流量见表2。

表2 设计洪峰流量计算

尚屯水库集雨面积238km2，三台子水库集雨面积143km2，采用公式：

计算结果见表3。

表3 计算结果比较 单位：m3/s

从计算结果得知：无资料计算值与参证尚屯水库计算值接近，认为可以采用利用无资料地区方法得出的计算值。

4 设计洪量计算

4.1 参证站(尚屯水库流量站)实测资料推求设计洪量

4.1.1 最大24h入库洪量频率的确定

通过点绘频率曲线，用读点法推求出洪量参数为：W24平均值为420万m3，CV=1.11。通过配线、分析，最后确定取：W24平均值为420m3/s，CV=1.20，Cs=3.0CV。计算出各种频率的设计值，对该设计值在20%范围内进行分析修正，确定采用值见表4。

表4 尚屯水库最大24h入库洪量各频率设计值 单位：万m3

4.1.2 最大三日入库洪量频率的确定

经验频率的频率计算见表5，点绘频率曲线，用读点法推求出洪量参数为：W三日平均值为554万m3，CV=1.13。通过配线、分析，最后确定取：W三日平均值为554m3/s，CV=1.15，Cs=3.50CV。计算出各种频率的设计值，对该设计值在20%范围内进行分析修正，确定采用值见表5。

表5 尚屯水库最大三日入库洪量各频率设计值 单位：万m3

4.2 三台子水库设计洪量计算

a.设计洪量。计算公式

式中系数α三P、α(三-24)P按水文Ⅱ区查附表(3-2)求得。

设计洪量计算结果见表6。

表6 设计洪量计算

尚屯水库集雨面积238km2，三台子水库集雨面积143km2，采用公式：

计算结果见表7。

表7 计算结果比较 单位：万m3

5 结 语

通过利用参证站计算及无资料地区计算的三台子水库设计洪量结果可知：无资料计算值与参证尚屯水库计算值接近，认为可以采用利用无资料地区方法得出的计算值。

[1] 董恒,刘长燕,王涛涛,等.气候变化对海河流域径流量的影响[J].河北水利,2010(4).

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[3] 史辅成,慕平,王玉峰.黄河流域下垫面变化对径流量影响的讨论[J].人民黄河,2005(1).

[4] 贾玉萍.水利工程汛期分期设计洪水及施工设计洪水分析[J].黑龙江水利科技,2013(3).

[5] 汤玉苓.菩萨庙水库洪水流量设计及合理性分析[J].水利规划与设计,2016(7).

Discussion on design flood calculation method in Santaizi Reservoir

CHEN Shi

(Liaoning Fushun Hydrology Bureau, Fushun 113005 China)

Santaizi Reservoir is located on the upstream of level 1 tributary of Liaohe River. There is no hydrological station in the basin. Hydrological station is set in Shangtun Reservoir, which on the upstream area of Lama River——Liaohe River tributary. Catchment area is 238km2; hydrological conditions are similar with reference value. When designed flood is calculated, data of Shangtun Reservoir is adopted, and designed flood calculation method of medium and small rivers (area without data) in Liaoning Province can be applied for calculation. The design flood calculation method is discussed in detail in the paper.

flood peak flow capacity; flood capacity; calculation; Santaizi Reservoir

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.06.013

TV62

A

2096- 0131(2016)06- 0040- 04