水庫控制運用對設計洪水的校核

摘 要：水庫工程建成后，要根據各種標準的洪水過程線進行洪水調節計算，以確定汛期控制運用的原則、方法及措施。要對原設計洪水（也包括校核洪水，可能最大洪水等）進行校核計算。做好水庫控制運用工作，可以在保證工程安全的前提下充分挖掘水庫潛力，合理地安排蓄泄關系和重迭使用調洪庫容與興利庫容，發揮原設計更大的效益；提高天然徑流的利用程度，合理分配水量，解決水利部門間的矛盾。

關鍵詞：水庫控制運用；工程安全；洪水調節；

中圖分類號：TV697 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-07-00-01

做好水庫控制運用工作，可以在保證工程安全的前提下充分挖掘水庫潛力，合理地安排蓄泄關系和重迭使用調洪庫容與興利庫容，發揮原設計更大的效益；提高天然徑流的利用程度，合理分配水量，解決水利部門間的矛盾；提高對水庫運行的預見性，可避免可能遭到的損失，達到興利除害，調洪錯峰的目的。

水庫建成后，要根據各種標準的洪水過程線進行洪水調節計算，以確定汛期控制運用的原則、方法及措施。因此要對原設計洪水（也包括校核洪水，可能最大洪水等）進行校核計算。目前對設計洪水的校核主要有兩個內容：

（1）由于水庫設計階段設計洪水皆采用壩址洪水資料統計而得，所以要進行水庫入庫洪水的改正；（2）由于建庫后，洪水資料仍不斷增加，因此要把新增加的洪水值補入建庫前的統計系列，重新計算各種頻率的洪水值。

一、壩址洪水與入庫洪水的換算方法

建庫后，一部分河段被淹沒成為水庫，匯流時間縮短。水庫周邊至原河槽周邊之間的坡地已成為水面，直接承受降雨。由于匯流條件的改變，一般來說，同樣的降雨，建庫后求得的洪峰值要比建庫前壩址洪峰要大，漲水段水量集中，洪量增加，洪水歷時縮短，洪峰出現時間提前。如長江支流上的蒲圻、偏窗子、丹江口等水庫，入庫洪水的洪峰可比壩址斷面的大15～35%；峽谷式的山區水庫，兩者相差較小，如烏江渡相差約5%左右。所以這些特性的改變，與庫區水深、回水長度占壩址以上河道長度的比例、庫區水面面積占壩址以上集水面積的比例成正比關系。此外，與降雨中心位置也有關系，降雨中心在回水區的，洪水特性改變就大一些，降雨中心愈往上移，洪水的特性的改變就相對地減小。當然也有的不完全符合上述一般規律，應根據具體情況加以分析。

入庫洪水與壩址洪水的差別也與不同型式水庫有關，對峽谷型水庫，河床下切很深，河道槽蓄量較小，河道比降較陡，使得洪水沿程傳播較快，洪水波沿程的變化不大，入庫洪峰流量與壩址洪峰流量差別較小，洪量更沒有多大差別；對于河床式水庫，庫區天然河道位于盆地和淺丘地帶，河道比降平緩，高水時期易于漫灘，滯洪能力較大，則入庫洪水與壩址洪水一般差別較大。

因此，重要的水庫必須研究入庫洪水和壩址洪水的關系，以便將壩址洪水資料轉換成入庫洪水后進行洪水調節計算。常見的轉換方法有以下三種：

（一）當入庫站控制集水面積較大，建庫前后均有同期觀測資料時，可分別建立建庫前的入庫站洪峰流量與壩址洪峰流量相關關系，和建庫后的入庫站洪峰流量與入庫洪峰流量相關關系。因為入庫站洪峰流量建庫前后匯流條件沒有變化，故可通過上述二條相關線找出壩址洪峰流量與入庫洪峰流量的關系。

（二）有時水庫在庫尾附近建庫前沒有水文站，或上游有站但控制面積太小，不足以建立入庫站洪峰與壩址洪峰之間的關系，這時可分別建立建庫前壩址洪水的峰、量關系，和建庫后入庫洪水的峰、量關系。由于長時段的洪量在建庫前、后變化不大，故可利用以上兩種相關線推求入庫洪峰與壩址洪峰的關系。

（3）如以上相關關系不太理想、誤差較大時，還可以利用相同的暴雨資料，采用建庫前、后不同的單位線，參見第三章第五節，分別求出壩址與入庫洪水過程線，然后建立它們的關系。

以上三種轉換方法，都得要知道建庫后的入庫洪水（或單位線）。建庫后入庫洪水的推算比較復雜，方法也很多。本書介紹常用的水量平衡法，即建庫后根據某次降雨水庫蓄水、泄水等變化，利用各時段水量平衡方法，倒推出本次降雨產生的入庫洪水進程線。

表1為某水庫的壩址洪峰、洪量與相應入庫洪峰、洪量計算成果比較表

用兩種洪水進程線對該水庫進行調洪演算，得結果如表2所示。

從表2可見，雖然兩者洪峰相差較大，但洪量隨時段長趨向相等，而本水庫防洪庫容大，致使調洪結果差別不是很大。

兩種調洪方案比較表

二、設計洪水的校核

有的水庫在建庫前計算設計洪水所采用的資料較短，而建庫后洪水資料逐年增加，特別是建庫后發生了較大洪水時，必須及時將此洪水加入系列，重新計算。當然并不是每一年要重新計算一次，一般是中、小洪水過幾年校正一次，較大洪水過后應立即校正。所以在水庫運行階段，是要經常地進行洪水分析與計算的。最后還要指出，新加入系列的資料與歷史資料必須統一換算成壩址或入庫洪水才能計算，具體換算可參考上面介紹的方法進行。