钓鱼台水库安全鉴定防洪能力复核分析

周蜜

安徽省城建设计研究总院股份有限公司 安徽 合肥 230051

引言

为确保水库正常安全运行，最大限度地发挥防洪效能，需对水库进行安全鉴定。防洪能力复核是水库安全鉴定中极其重要的环节[1]。本文以钓鱼台水库为例，对水库防洪能力进行复核计算，确定防洪安全级别。

1 钓鱼台水库概况

钓鱼台水库位于宿松县华阳河流域的二郎河上游，是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电的中型水库。设计灌溉面积16.4万亩，保护农田8.42万亩，保护人口15万，下距合九铁路18km，沪蓉高速公路21km。坝址位于宿松县陈汉乡，下距宿松县城27km。流域面积120km2，水库正常蓄水位92.00m，设计洪水位95.38m，校核洪水位97.66m，总库容9177万m3。水库建于1958年，1973年发挥效益。

2 设计洪水复核

2.1 防洪标准复核

钓鱼台水库为中型水库，原设计防洪标准为100年一遇洪水设计、2000年一遇洪水校核。根据《水利水电工程等别划分及洪水标准》(SL252-2017)的规定，工程等别为Ⅲ等，设计洪水标准为50～100年一遇，校核洪水标准为1000～2000年一遇。原设计防洪标准满足规范要求，防洪标准复核仍采用原设计防洪标准。

2.2 设计洪水复核

受水库观测资料所限，无法根据观测资料还原年最大洪峰系列，本次设计洪水复核采用设计暴雨来间接推求。设计暴雨计算采用钓鱼台站实测雨量资料和《安徽省暴雨等值线图、中小面积设计洪水计算方法》（即《图集》）查算两种方法计算，并利用邻近的叶家畈雨量站对暴雨成果进行复核。

2.2.1 设计暴雨计算。设计暴雨计算成果见表1，《图集》查算成果与钓鱼台站设计暴雨成果相差较大，与叶家畈站设计暴雨成果相差略小。本流域属大别山暴雨区，考虑到《图集》查算成果进行了地区综合协调，本次选用《图集》查算的设计暴雨成果。

表1 钓鱼台水库《图集》查算设计暴雨成果表

2.2.2 设计洪水复核。

2.2.2.1 流域几何特征参数。利用万分之一地形图对水库流域几何特征参数进行复核。经分析，流域几何特征参数仍采用原设计时量算成果，详见表2。

表2 钓鱼台水库控制流域几何特征参数表

2.2.2.2 面雨量计算。钓鱼台水库属江淮地区，查《图集》“1h、24h暴雨点～面关系表”，得到钓鱼台水库不同历时点面折算系数，进而计算出面雨量。扣除产流部分的降雨损失量10mm，地下水(包括壤中流)损失量30mm（即总扣损失量为40mm）后，即可计算出24h设计净雨量R24。

2.2.2.3 设计洪水计算。《图集》中推荐采用纳希线性瞬时单位线模型进行汇流计算。

江淮地区：当F/J2≤1，N固定为3时，

式中：F为流域面积，以km2计

J为主河道平均坡度，以‰计

R3为最大3h设计净雨量，以mm计。

n值根据P1/P24由表查得。

根据n与k值，由表查得各频率的流量模过程。然后根据流域面积和设计24h净雨将其转换为设计流量过程[2]，得出钓鱼台水库1h时段各频率洪水过程线。

利用上述方法，推求出其他各频率洪水结果见表3。

表3 各频率洪水结果

2.2.2.4 设计洪水成果比较。水库1958年建库，至今60多 年，现将各个时期的设计成果与本次成果进行比较，详见表4。

表4 各阶段洪峰设计值与本次成果比较表

从比较表中看出，各成果之间差别很大。本次鉴定阶段计算时，宿松县水利局提供2005年初步设计和2016年大坝安全鉴定成果均采用1995年成果作为设计依据。本次复核成果与该成果相差较小，经综合分析，钓鱼台水库现阶段设计洪水仍采用1995年成果。

3 洪水调洪演算

3.1 水库水位～库容关系

水位～库容关系成果见表5。

表5 钓鱼台水库原水位～库容曲线

3.2 水库泄流能力曲线

钓鱼台水库泄流能力曲线见表6。

表6 钓鱼台水库泄流能力曲线表

3.3 调洪原则[3]

①起调水位92.0m；②库水位在92.0m～93.95m之间时，控制下泄流量不超过300m3/s；③库水位在93.95m～97.66m之间时，溢洪道敞泄；④库水位超过校核洪水位97.66m时，溢洪道敞泄，同时二号副坝（原非常溢洪道）自由泄洪，以保证主坝安全。

3.4 调洪计算成果

钓鱼台水库采用坝址洪水按静库容进行调洪计算，由水量平衡方程、无闸门控制情况下，水库下泄量与蓄水量和水位的函数关系等条件，进行水库调节计算。调洪演算分正常、非常两个溢洪道都参与泄洪和仅正常溢洪道泄洪两种情况。在已定的洪水调洪原则的基础上，采用坝址洪水静库容法对钓鱼台水库不同频率洪水进行洪水调节计算。根据调洪成果，对比2005年除险加固初步设计报告中调洪成果，两次成果非常接近，为保持数据的一致性，水库各特征水位采用除险加固初步设计成果值，即100年一遇设计洪水位95.38m，2000年一遇校核洪水位为97.66m。

4 防洪能力复核结果

根据调洪演算结果，水库校核洪水位97.66m，小于砼防渗体坝顶高程98.0m，计算坝顶高程为99.03m，而现状坝顶高程为99.97～100.23m，满足规范要求。根据《大坝安全评价导则》（SL 258-2017），钓鱼台水库大坝防洪安全性评为A级。