榕江縣永福水電站設計洪水復核分析

摘 要：設計洪水復核，對水電站工程的防洪安全及除險加固規模的確定尤為重要。通過石灰廠水文站（1953～2012年）的資料系列，對永福水電站設計洪水進行了詳細地分析計算和全面復核。本次洪水復核計算為永福水電站設計防洪標準選擇和除險加固防洪度汛工程實施等提供了科學的數據依據。

關鍵詞：設計洪水；歷史洪水；暴雨；參證站

榕江縣永福水電站于2005年建成投運，距今已有10余年。設計洪水是河流防洪工程整體規劃和完成水電站大壩安全鑒定工作的前提條件[1]。永福水電站所處的石灰廠河段，從1784年以來出現了1833、1938、1945、2000年等較大或特大歷史洪水，為確保永福水電站自身安全，同時對電站大壩防洪安全評價提供重要的數據支撐，有必要對水電站設計洪水進行全面復核。

1 流域概況及水文參證站選擇

永福水電站位于貴州省黔東南州榕江縣境內都柳江干流的八吉河段。都柳江（貴州河段）流域位于貴州省的東南部，流域集水面積11586km2，主河道長298km，平均比降2.97‰。采用1/5萬地形圖對永福水電站壩址以上集水面積進行量算，經復核，永福水電站壩址以上集水面積為6675km2，主河道長度為209.3km，河道平均比降5.6‰。

石灰廠水文站位于都柳江中游，距上游的榕江縣城約2.5km，集水面積6554km2，該站于1953年設站，觀測項目有水位、流量、降水和蒸發等，有1954年至今的資料系列。由于石灰廠水文站位于壩址上游，距離約13km，且區間無大支流加入，石灰廠水文站、永福水電站以上集水面積分別為6554km2、6675km2，只相差1.8%，所以選取石灰廠水文站作為水文分析的參證站。

2 洪水及復核

2.1 暴雨洪水特性

都柳江流域屬山區雨源型河流，洪水主要由流域內暴雨產生。降水量集中于5～8月份，約占年降水量的58.6%，4月份降水量也較多，約占年降水量的10.3%，但屬初汛期，雨損較大，一般不容易產生大洪水。一般汛期每年從4月開始，9月底結束。流域的較大洪水主要由冷峰低槽、兩高切變、長江橫切變、臺風等類型的天氣系統所造成[2]。根據珠委對西江流域水文資料所作的分析，多年平均洪峰流量模數為11.0m3/skm2左右（面積比指數為0.66）；洪水量級較大，洪水過程多呈單峰型或雙峰型，復峰型洪水過程不多，較大洪水過程多在5～10天左右。根據石灰廠水文站1953～2012共60年資料統計，年最大洪峰流量多出現于5～7月，共52次，占86.7%，其中，6月份居最多，共24次，占40%。

2.2 歷史洪水復核

2.2.1 洪水調查

根據調查整編成果，確定調查到的石灰廠水文站河段歷史洪水精度比較可靠的洪水有：石灰廠河段1945年洪水，其洪峰流量為13700m3/s。2008年7月，對永福水電站進行了洪水調查，在電站壩址處及下游傳洞村兩地調查到2000年一場洪水。據電站工作人員龔工介紹，2000年洪水是他看到的最大一場洪水，并指認了洪水痕跡；而據下游傳洞村的蒙國凡村民，他看到過的2000年洪水最大，當時淹到了舊房子基腳。本次所調查的河段剛好位于石灰廠水文站下游，其洪水量級與石灰廠水文站相近，調查洪水洪峰流量采用面積比的n次方計算，n取0.66。

2.2.2 歷史洪水重現期的確定

石灰廠河段從1592年起就有文獻記載，但對于早期大水記載各文獻均存在記載不完整和不連貫的現象，從1784年以后的記載才算較為完整和連續，故認為石灰廠河段歷史洪水考證期可從1784年算起較為合理。1945年歷史洪水洪峰流量為13700m3/s，排第二位，經分析確定，石灰廠水文站1833年洪水重現期為229年，1945年洪水重現期為115年一遇。歷年實測最大洪峰流量為2000年，洪峰流量9350m3/s，考慮到其稀遇性，亦提出做特大值處理。由于1784至1945年間洪水除1833年外有無比2000年更大的洪水不詳，故其考證期宜從1945年算起，則2000年洪水重現期重現期為34年。

2.3 設計洪水計算

根據石灰廠水文站實測洪水資料，按年最大值獨立選樣法，統計水文站各年最大洪峰流量，此外，對石灰廠站1953年的洪峰流量根據實測水位采用實測水位流量關系插補，將插補值與實測系列一起組成各站1953年～2012年洪峰系列。根據石灰廠水文站實測（及插補）洪水系列和歷史洪水調查成果，分析實測洪水洪峰流量及歷史洪水調查精度情況，確定石灰廠站特大洪水為1945年洪水，對實測及歷史洪水組成的不連續峰系列進行頻率計算，經驗頻率按分別處理法計算，以矩法初估統計參數，采用P-III型頻率曲線適線，以理論曲線與經驗點據配合最好為原則確定Cv值。根據《水利水電工程設計洪水計算規范》（SL44-2006）推薦的離差平方和最小準則確定Cv值，Cs/Cv取4.0。

永福壩址的洪水統計參數按面積比擬相應參證站的洪水成果，根據珠委設計院1992年編制的“榕江水利樞紐可行性研究水文分析報告”列載之西北江流域洪峰流量P=0.01%Qm～F關系圖及歷史洪水Qm～F關系圖，西北江流域（包括都柳江）洪峰面積指數比為0.60～0.72，取平均數n=0.66。

通過對比，各設計階段石灰廠水文站洪峰流量均值均不一致，洪峰Cv基本一致。本次計算的洪峰流量均值較永福水電站工程初步設計報告成果（資料系列1953～1991年）偏高是因為石灰廠水文站洪水系列延長后加入了一些相對均值較大的洪峰流量，如2000年9350m3/s，1996年7290m3/s，2007年6070m3/s；較永福水電站工程大壩安全復核成果（資料系列1953～2008）偏低是因為石灰廠水文站洪水系列延長4年后加入了一些相對均值較小的洪峰流量，如2010年2500m3/s，2011年1420m3/s，2012年2280m3/s。

3 結束語

設計洪水復核是確保水電站防洪安全的重要數據依據。隨著水文資料的延展和水文科學的不斷進步，利用參證站的水文實測數據和實地調查數據，為水電站除險加固工程提供切合實際和可靠的洪水復核成果，顯得尤為必要和有意義。洪水復核中，一定要根據區域流域特征和工程特點，廣泛搜集和復核基本數據資料，提高選用水文資料系列的可靠性、代表性和一致性，確定準確、全面的計算分析成果。

參考文獻

[1]梁岸文.水庫設計洪水復核與除險加固[J].廣東科技，2007（11）：183-184.

[2]常景坤，鄧秋良，等.受上游水庫群影響的設計洪水分析研究[J].中國水運，2014（11）：240-241.

作者簡介：曹孟智（1988-），男，江西省上饒市人，本科，助理工程師，主要從事水文分析計算與水利規劃方面的工作。