云南东风水库设计洪水复核分析

屠水云，殷诗茜，曾 营

（1.云南地矿工程勘察集团公司，云南 昆明 650041；2.昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093）

1 水库概况

东风水库位于玉溪市红塔区东北部沙头村、南盘江一级支流曲江上游河段，属中型水库工程，控制径流面积309.5 km2。水库在玉溪市中心城区上游，紧邻城区东北部。水库枢纽工程由大坝、1#隧洞、2#隧洞、溢洪道组成，于1958 年动工，1960 年基本完工，设计洪水标准为50 a 一遇，校核洪水标准为1 000 a一遇。防洪河道洪水经地区洪水组合分析后，要求水库50 a 一遇洪水的泄洪流量控制在80 m3/s以内。水库总库容为9 025 万m3，是一座以防洪、灌溉、城市供水为主的综合利用水库。水库是玉溪市中心城区城市供水的主要水源地，同时确保下游35.14 万人、0.93 万hm2耕地及东南亚国际大通道213 国道线、泛亚铁路昆玉段等重要基础设施的防洪安全。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）[1]，水库为中型工程，工程等别属Ⅲ等，拦河坝、输水隧洞、溢洪道均为3 级永久性水工建筑物。为了解水库目前的安全性态，为水库能安全充分地发挥经济效益提供科学依据，开展设计洪水复核为大坝安全评价鉴定提供了重要依据[2]。

2 水库设计洪水复核

水库调洪计算和大坝抗洪能力现状是安全鉴定的重要工作之一，而设计洪水复核则为其提供了基础依据[2]，设计洪水成果的合理与否直接影响到洪水预警的精准度和灾害的损失程度，因此应对水库的设计洪水成果进行检验复核[3]。水库有3 条主要入库河流，坝址处已有董炳河和九溪河的大矣资、河口2 个水文站，两者有长达几十年的水位、流量、降水等观测及整编资料。建立建库前区域降雨与坝址洪水的相关关系，推求历年洪水，并依据水库周围雨量站资料插补入库洪水，对水库设计洪水进行复核[4]。

2.1 流域概况及暴雨洪水特性

水库地处曲江的上游段，为南盘江一级支流，属珠江流域西江水系。水库上游水系呈向心状，主要支流董炳河、九溪河及赵园河分别由北、东、南三面注入水库。水库控制径流面积309.5 km2。

流域内主要以冷锋切变型和冷锋低槽型天气系统产生的暴雨为主。流域洪水与暴雨大致对应，年最大洪水多发生在5—9 月，占总年数的89%，10 及11 月也偶有年最大洪水发生。组成水库的年最大洪水董炳河与九溪河出现机率相当，但从量级上看董炳河略大。九溪河与董炳河同属山区性河流，尽管上游众多水库坝塘对短历时洪量有一定拦蓄作用，其多峰型洪水过程部分仍呈陡涨陡落之势。

2.2 水库洪水计算

由于建库前已有42 a 降雨资料，东风水库及其邻近的东风、安化、玉溪气象站降雨资料充足，所以笔者搜集到了3 个气象站的降雨资料进行水库设计洪水复核计算。水库采用“大矣资+河口”两站同时刻组合后洪峰洪量系列，经过比较选用年最大洪峰洪量系列，按经验方法以面积的2/3 次方和0.95 次方将洪峰洪量比拟至水库坝址。

2.2.1 设计洪水计算

根据水库实测洪峰洪量系列加入历史洪水组成的不连续系列进行设计洪水频率计算，理论频率曲线采用P-Ⅲ型曲线，其中偏态系数Cs与变差系数Cv呈经验倍比关系[5]，运用经验适线法分析计算。其计算结果，详见表1。

表1 东风水库各频率设计洪水计算成果统计 设计洪峰（/m3·s-1）；洪量/万m3

本次成果较初次设计成果有所降低，其中洪峰流量降低较少，均值有所降低，Cv值增加较小且稀遇洪水基本不变化。

2.2.2 暴雨洪水途径推求东风水库设计洪水

笔者收集了玉溪、东风水库、安化气象站短历时的雨量资料，分别作玉溪、东风水库、安化气象站的时段暴雨的频率计算，以矩估计法初估均值、变差系数Cv和偏态系数Cs等统计参数，以P-Ⅲ型曲线适线法确定以上统计参数。各时段设计暴雨参数，详见表2—3。

表2 各站短历时暴雨统计参数统计

表3 各时段设计暴雨量统计

2.2.3 设计洪水成果合理性分析

经调洪计算，各频率暴雨设计洪水成果详见表4。

表4 东风水库各频率暴雨设计洪水成果

从表4可发现，非常运用校核洪水2 000 a一遇的洪峰值高达904 m3/s，洪量达3 680万m3；正常设计洪水100 a一遇的洪峰值为827 m3/s，洪量达221万m3。而水库的防洪标准为50 a 一遇，大坝安全鉴定阶段复核溢洪道最大过量为165 m3/s，不能满足泄洪要求，需对溢洪道进行改建。

本次计算洪水成果和第一次东风水库安全鉴定时一致。近几年，玉溪市所作中型水库初步设计及除险加固初步设计的水文分析成果，在双对数纸上点绘其洪峰、洪量与径流面积关系。由此可看出，各库峰量点在线上下有一定波动，主要原因是各库暴雨、下垫面以及地理参数差异所致。东风水库在实测流量途经附近洪峰波动较洪量稍大，符合洪峰受地形、下垫面影响大于洪量的规律。其洪水成果符合地区分布规律，因此本次洪水复核成果是合理的。实测资料法计算成果与第一次水库安全鉴定成果在24、72 h洪量上仅小0.49%、0.88%，从安全角度考虑，设计洪水成果仍然采用第一次水库安全鉴定的成果。

3 结语

为了解水库目前的安全状态，对东风水库开展安全评价时主要对水库设计洪水进行了复核。笔者采用对临近站洪峰、洪量频率分析的方法对其设计洪水进行复核计算，采集了董炳河和九溪河的大矣资、河口2 个水文站长达几十年的水位、流量、降水等观测及整编资料，并结合该地区综合性检查证明了本次洪水复核成果的合理性，与第一次水库安全鉴定时的计算成果一致，证明水库的设计洪峰、洪量合理可靠[6]。