通化抽水蓄能電站下水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算

鄒 浩，黃建輝，孫慶財(cái)

（1.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林長(zhǎng)春130021；2.吉林省防汛機(jī)動(dòng)搶險(xiǎn)隊(duì)，吉林長(zhǎng)春130022）

1 流域工程概況

渾江位于吉林省的東南部和遼寧省東部，是鴨綠江右側(cè)的一大支流，發(fā)源于長(zhǎng)白山系龍崗山東南山麓，自東北流向西南，在距河口約90 km處轉(zhuǎn)向東南，于遼寧省桓仁縣沙尖子鄉(xiāng)下游約50 km處注入鴨綠江。

渾江全長(zhǎng)435 km，流域面積15 414 km2。渾江為山區(qū)性河流，河網(wǎng)發(fā)達(dá)，全河蜿蜒于崇山峻嶺之中，沿程匯入的較大支流有十余條，通化以上有紅土崖河、大羅圈河、哈泥河，渾江蜿蜒曲折，河道多急灘哨口，坡度大，通化以上平均坡度0.199%，全河平均坡度0.063%。

渾江全流域多山，平地夾在山間河谷內(nèi)。山坡基巖上為沙土覆蓋，表層為含有腐植質(zhì)的黑土，顆粒較細(xì)，土層較薄，雜草和幼林叢生，植被較好。

通化抽水蓄能電站下水庫(kù)位于渾江中上游，在吉林省通化縣大都嶺龍勝村境內(nèi)，壩址以上集水面積5 851 km2，大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇洪水設(shè)計(jì)，千年一遇洪水校核

2 暴雨洪水特性

2.1 暴雨特性

渾江流域位于東北地區(qū)的東南部。北依長(zhǎng)白山系、南近黃海，地勢(shì)由南向北增高，夏季東南季風(fēng)從海洋帶來(lái)充足的水汽，配以有利降水的環(huán)流系統(tǒng)，在迎風(fēng)坡上形成強(qiáng)烈的暴雨。渾江流域這種特殊的地理位置和地形條件，使其成為暴雨集中地區(qū)之一。

形成該地區(qū)暴雨的主要天氣系統(tǒng)有：臺(tái)風(fēng)、氣旋、副熱帶高壓邊緣的輻合擾動(dòng)和高空槽等。特大暴雨多由兩種以上天氣過(guò)程互相遭遇所造成。暴雨多發(fā)生在6月～9月份，以7月、8月份出現(xiàn)的次數(shù)最多，量級(jí)最大。一次暴雨歷時(shí)一般為3 d左右，一次暴雨雨量又多集中在1 d之內(nèi)，最大1 d暴雨量占一次暴雨量的50%以上。

2.2 洪水特性

渾江洪水由暴雨形成，洪水與暴雨相應(yīng)，主要發(fā)生在6月～9月，全年最大洪水多發(fā)生在7月～8月。

渾江流域?qū)儆谏絽^(qū)性河流，坡面及河道比降較大，匯流速度快，下墊面植被良好，受森林和植被的調(diào)蓄影響，退水較緩慢，一次洪水過(guò)程一般為3～7 d，漲洪歷時(shí)短，從起漲到峰頂一般1 d左右，洪峰持續(xù)時(shí)間約為6 h，退水歷時(shí)較長(zhǎng)，一般為2～6 d。一次洪水總量多集中在3 d之內(nèi)。

3 水文資料條件

通化抽水蓄能電站下水庫(kù)壩址以上約25 km處有通化水文站，控制流域面積4 731 km2，壩址以下有下龍頭和東村兩水文站，控制流域面積分別為 5 901 km2和 6 764 km2。

通化站1936年2月，由偽滿交通部理水司理水調(diào)查處設(shè)立，1945年抗戰(zhàn)勝利后停測(cè)，1951年6月由遼寧省人民政府農(nóng)業(yè)廳水利局復(fù)設(shè)為水位站。1954年9月由遼寧省水利局移交吉林省水利局，1955年1月改為水文站后觀測(cè)至今。

下龍頭水文站于1956年4月28日，由電力工業(yè)部長(zhǎng)春水力發(fā)電工程局設(shè)立，1967年停測(cè)。

東村站于1967年6月設(shè)立為水文站，領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)為吉林省水文總站，1990年改為水位站，觀測(cè)至今。

各水文站資料系列見表1。

表1 通化、下龍頭、東村水文站基本資料情況

4 設(shè)計(jì)洪水分析

4.1 歷史洪水考證及重現(xiàn)期的確定

水利部東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、吉林省水文水資源勘測(cè)局、通化水文水資源勘測(cè)局、吉林省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院等單位，先后對(duì)渾江流域進(jìn)行了大量的洪水調(diào)查工作。通化及下龍頭站調(diào)查到的大水年份有 1888，1923，1957，1960年。根據(jù)歷史洪水調(diào)查及現(xiàn)有資料條件情況，歷史洪水重現(xiàn)期自1888年起至2006年，N=119。

4.2 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

下龍頭站流量資料通過(guò)下龍頭、通化、東村站流量相關(guān)關(guān)系插補(bǔ)。采用實(shí)測(cè)及插補(bǔ)延長(zhǎng)后的通化及下龍頭站1955—2006年洪峰及1 d，3 d洪量系列，加入1888年、1923年歷史洪水，組成N=119年不連序系列，進(jìn)行洪峰及1 d，3 d洪量頻率計(jì)算。

根據(jù)洪水量級(jí)情況，洪峰流量及1 d洪量參數(shù)計(jì)算，提取 1888，1923，1957，1960，1995 年作特大歷史洪水處理，3 d 洪量提取 1888，1923，1960，1995年作為特大歷史洪水處理。

表2 通化、下龍頭站設(shè)計(jì)洪水成果表

4.3 設(shè)計(jì)洪水成果合理性分析

4.3.1 單站合理性分析

通化、下龍頭站設(shè)計(jì)洪水參數(shù)成果合理性分析如下：

1）分析各時(shí)段洪量均值、設(shè)計(jì)值與歷時(shí)的關(guān)系，長(zhǎng)時(shí)段洪量大于短時(shí)段洪量。

2）分析各時(shí)段洪量Cv與歷時(shí)的關(guān)系，長(zhǎng)時(shí)段洪量Cv小于短時(shí)段洪量。

3）點(diǎn)繪各時(shí)段洪量頻率曲線在同一座標(biāo)圖上，無(wú)交叉現(xiàn)象，且保持一定的合理差值。

4）點(diǎn)繪兩站實(shí)測(cè)峰量關(guān)系與設(shè)計(jì)值關(guān)系圖，設(shè)計(jì)值與實(shí)測(cè)值關(guān)系符合較好，說(shuō)明洪峰流量與時(shí)段洪量參數(shù)之間是相互協(xié)調(diào)的。

4.3.2 地區(qū)綜合分析

以通化站、下龍頭站和渾江下游桓仁水庫(kù)、回龍山水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行地區(qū)綜合分析，點(diǎn)繪各站洪峰、3 d洪量均值及設(shè)計(jì)值與集水面積的關(guān)系圖，均值和設(shè)計(jì)值隨著集水面積的增大而逐漸增大，曲線斜率變化合理，說(shuō)明這次計(jì)算洪水參數(shù)和設(shè)計(jì)成果是合理的。

通化抽水蓄能電站下水庫(kù)控制集水面積5 851 km2，與下龍頭站控制集水面積5 901 km2僅相差1%，設(shè)計(jì)洪水可直接采用下龍頭站成果。

5 結(jié)論

通化抽水蓄能電站下水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水充分利用壩址附近的水文站實(shí)測(cè)資料進(jìn)行分析計(jì)算，實(shí)測(cè)連序系列達(dá)45年，并考慮了歷史洪水調(diào)查成果，洪水資料條件滿足設(shè)計(jì)需求。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行了單站及地區(qū)綜合分析。其資料條件可靠，計(jì)算、分析方法合理，洪水成果合理可靠。