東港市刁家壩水庫除險加固工程水文分析

韓良凱

(遼寧省丹東市水利勘測設計研究院，遼寧 丹東118000)

0 前 言

刁家壩水庫位于大洋河流域雙岔河上游，雙岔河發源于東港市新農鎮西北與莊河、岫巖市接壤的山區。因河流上游分東西兩大支岔故得名，刁家壩水庫位于西岔上。

雙岔河全流域面積237.58 km2。東岔由廉家壩水庫折回東南，經新農鎮甸子邊至孤山鎮大窯、范家屯、邢家屯與西岔匯合;西岔由刁家壩水庫向東南流經孤山鎮谷家屯、菩薩廟鎮祝家溝北，曲折向東與東岔匯合。

刁家壩水庫位于東港市新農鎮與莊河市栗子房鎮接壤處，水庫集水面積48.7km2，壩址以上控制河流長度11.41km，河道平均比降17.9‰。

1 水文流域測站

雙岔河流域無水文測站，其相鄰流域小洋河上有羅圈背水庫1975—2000年庫水位觀測資料。羅圈背水庫位于孤山鎮西土城子村與岫巖縣洋河鄉瓦房村的交界處，為小洋河上的一個控制性工程，工程規模為中型。

羅圈背水庫1973年建成氣象站，主要觀測項目有降水、蒸發、溫度、濕度、氣壓、風速、風向。水庫還建有一座雨量站，位于壩址以上的岫巖縣洋河鄉境內。

2 流域年徑流

雙岔河徑流補給為大氣降水，因此，徑流與降水在地區分布、年際變化，年內分配上都較一致［1］。刁家壩水庫屬大洋河流域，不同頻率徑流年內分配過程采用《遼寧省水資源評價成果》中提供的大洋河流域徑流分配過程，見表1。

表1 刁家壩年徑流分配過程 %

雙岔河流域徑流的年內分配極不均勻，從多年平均徑流量年內分配比來看，7—8月份徑流占全年徑流量的60%。

1—2月份徑流只占全年徑流量的2%左右，與年降水量的年內分配是一致的。

2005年5月遼寧省水文水資源勘測局出版的《二次評價》中，資料系列為1956—2000年，對系列代表性進行了分析，且考慮了面上的平衡。刁家壩水庫集水面積48.7km2，流域面積較小，無實測資料，徑流計算采用《圖表法》計算。刁家壩月徑流過程見表2。

表2 刁家壩月徑流過程 萬m3

刁家壩水庫除相鄰流域小洋河上的羅圈背站具有徑流資料外，無其他實測徑流資料，因此，本設計僅利用羅圈背站徑流資料分析刁家壩水庫徑流的合理性［2－3］。

羅圈背水庫具有1975—2000年水位觀測資料，2001年在進行《羅圈背水庫除險加固工程設計》時，曾對水庫來水進行了還原計算，得到1975—2000年徑流系列。

3 流域洪水

流域洪水分析內容主要包括以下3個方面:暴雨洪水特征、設計洪水計算和設計洪水合理性分析。

3.1 暴雨洪水特征

形成本流域暴雨的天氣系統主要有華北氣旋、臺風、低壓冷峰和高空槽等。這類天氣系統一般出現1 ～3 d的暴雨天氣。

龍態河流域暴雨比較集中，多發生在7、8月份，多發生單峰型洪水，一次洪水過程一般在3 d左右，屬于陡漲陡落的山區性河流。一次洪水過程的洪量主要集中于1 ～3 d。

3.2 設計洪水計算

刁家壩水庫集水面積48.7 km2，壩址以上河道長度11.41km，壩址以上河道平均比降17.9‰。

根據遼寧省水文水資源勘測局1998年出版的《遼寧省中小河流(無資料地區)設計暴雨洪水計算方法》(簡稱《圖表法》)，計算刁家水庫壩址處設計洪水［4］。

洪峰流量計算采用公式Qp= 0.278φp× ip× F進行計算，不同頻率Pτp面及ip、Qp 見表3。洪峰計算結果見表4。

表3 不同頻率ip、Qp 計算表

表4 水庫設計洪峰成果表 m3/s

考慮到雙岔河相鄰流域小洋河上有西土城子雨量站，本次統計出實測暴雨系列(1966—1979年)，求出點暴雨均值，利用點面折減系數0.995，推求面暴雨［5］。由于西土城站無1 h暴雨統計，1 h暴雨仍采用水文手冊查算值，6 h、24 h、3 d暴雨均值采用西土城站統計值。西土城站統計值見表5。根據《圖表法》推求刁家壩水庫的設計洪水。成果見表6。

表5 西土城站設計暴雨均值統計表

表6 水庫設計洪峰成果表 m3/s

從表6 可以看出，方法1 較方法2，計算結果偏大。由于實測暴雨系列資料僅從1966—1979年，且其中1976—1978年未刊布，僅得到11 a系列，其計算結果僅供參考。

3.3 設計洪水合理性分析

刁家壩水庫洪量合理性分析參證東港市相鄰流域的其他5 座中型水庫確定。

1)羅圈背水庫位于雙岔河相鄰流域小洋河上，水庫集水面積115 km2。

2)廉家壩水庫位于雙岔河東岔上游，集水面積43.4 km2。

3)合隆水庫位于大洋河相鄰流域龍態河上游，集水面積40 km2。

4)何家崗水庫位于大洋河相鄰流域龍態河支流吊水樓子河中上游，集水面積30.28 km2。

5)太平水庫位于大洋河相鄰流域龍態河支流吳家堡子河中上游，集水面積22.45 km2。

本次對東港市境內的廉家壩、合隆、何家崗、太平及刁家壩進行了除險加固設計，其洪水計算采用相同的計算方法即《圖表法》，2002年進行羅圈背水庫除險加固設計時，由于羅圈背實測洪水系列偏小，不能滿足洪水計算要求，羅圈背水庫也采用《圖表法》計算。

各水庫面積—3 d洪量(P =2%)關系圖見圖1。

圖1 各水庫面積—3 d洪量(P =2%)關系圖

4 結 語

總之，點繪與刁家壩水庫相鄰的中型水庫有羅圈背、廉家壩、合隆、何家崗、太平水庫W3d與集水面積的關系，可以看出W3d與集水面積成一次方關系，符合地區平衡規律。因此，刁家壩水庫的洪量分析是合理的。

［1］伊永玲. 撫松縣蒲春河水庫除險加固工程水文分析與計算［J］．吉林水利，2010(05):29－30．

［2］郭峰. 水利工程除險加固技術探討［J］. 民營科技，2014(01):180.