探究小型水庫工程規模的確定

寧 博 趙 彬

（安徽省水利水電勘測設計院 合肥 230088 淮河水利委員會治淮工程建設管理局 蚌埠 233001）

探究小型水庫工程規模的確定

寧 博 趙 彬

（安徽省水利水電勘測設計院 合肥 230088 淮河水利委員會治淮工程建設管理局 蚌埠 233001）

水庫規模的確定是小型水庫工程設計中重要的前期工作，需要結合工程的任務與要求，利用地形、來水、用水等基本資料，通過一定的水文水利計算得到死水位、正常蓄水位、最高洪水位等水庫各種特征水位。江西省興國縣里坳水庫擴建工程在設計前期曾做了大量的水文水利計算及實地調查等工作，結合該工程實例對小型水庫工程規模的確定進行了探究。

小型水庫 工程規模 水文水利計算 設計洪水

小型水庫、塘壩屬農村水利基礎設施，對其進行改造提升不僅能在灌溉、供水、防洪等方面發揮效益，還能促進國民經濟發展，提高人民生活水平，保障社會穩定。安徽省“十三五”水利發展規劃中多次提到繼續實施小水庫、塘壩等“八小水利”工程改造提升，足見其對夯實農村水利基礎，全面加強農田水利建設具有重要意義。本文結合江西省興國縣里坳水庫擴建工程設計前期所做的水文水利計算及實地調查等工作，探究了小型水庫工程規模的確定。

1 工程概況

里坳水庫位于江西省興國縣高興鎮水口村上游，座落于平江水系氵歲水下游支流，壩址以上集雨面積0.773km2，河長1447m，平均坡降75.2‰，現為塘壩，擬擴建為以灌溉為主，兼顧灌區農村人畜飲水的小（2）型水庫。

里坳水庫的主要任務是承擔高興鎮水口村全村13個村民小組共1639畝耕地灌溉，以水稻、花生為主（水稻1400畝，花生239畝）；解決村內2660人、1000頭大小牲畜的人畜飲水問題。

2 基本資料

2.1 徑流

里坳水庫壩址以上集水面積0.773km2，由于控制集水面積很小，無實測水文資料，故采用降水徑流相關法推求壩址不同設計保證率的年徑流深，最終計算結果與等值線圖法比較得，里坳水庫壩址P=80%典型年來水41.05×104m3。

2.2 設計洪水

設計流域內無實測流量資料，根據《江西省暴雨洪水查算手冊》，采用由設計暴雨推求設計洪水的方法。首先通過查設計暴雨等值線圖求取設計暴雨，然后通過產流計算推求設計凈雨過程，最后通過匯流計算推求設計洪峰流量及洪水過程。其中，產流計算采用蓄滿產流原理的降雨徑流分析模型，匯流計算則采用推理公式法。

2.3 泥沙

里坳水庫壩址以上流域內無實測泥沙資料，泥沙估算借用與本流域自然地理條件相似的翰林橋水文站泥沙觀測資料，同時參考相關報告綜合確定。

根據翰林橋水文站1958～1989年、2003～2011年的懸移質輸沙率資料，其多年平均輸沙模數為357.2t/km2，多年平均輸沙量為96.05×104t。經與《江西省興國縣一江兩岸攔河壩工程初步設計報告》中該工程壩址多年平均輸沙模數取值（343.2t/km2）比較，兩者較為一致。故此次設計里坳水庫多年平均輸沙模數取值為357.2t/km2。

圖1 里坳水庫設計洪水過程線圖

2.4 用水

當地屬水資源不穩定地區，作物以水稻為主，灌溉供水保證率在75%～85%之間取值，實取80%。

里坳水庫供水主要為農村供水，具體分灌溉、農村人畜兩部分。根據《江西省農業灌溉用水定額》（DB36/T619-2011），水稻生育期灌溉用水定額取值如下：早稻（80%保證率）取210m3/畝；晚稻（80%保證率）取350m3/畝。花生（80%保證率）灌溉用水定取88m3/畝。參照《2013年江西省水資源公報》，灌區人畜用水指標取用如下：農村生活100L/人·d、大牲畜130L/頭·d，小牲畜40L/頭·d。

目前，高職院校的大部分教師還是從學校畢業后直接走上講臺，很多教師特別是青年教師缺乏企業實踐工作的經歷。而對于計算機專業的教師來說，缺乏企業實踐工作經驗，對于培養適應企業崗位需求的學生還是存在一定的差距。而到企業掛職鍛煉，可以讓教師參與到企業的項目開發和管理，還可以完善自身的知識結構，開拓眼界，提升專業技能。同時還可以將在教學過程中遇到的問題，與企業導師溝通交流，讓教學知識與實際項目開發過程緊密結合，豐富教學內容，使教學內容與企業崗位需求相結合。

通過水量平衡計算，灌區合計需里坳水庫供水量為40.67×104m3，其中灌溉需水量為27.86×104m3，農村人畜需水量為12.81×104m3。

2.5 庫容曲線

壩址庫容曲線根據庫區地形圖圍量，見圖2。

2.6 水庫水量損失

水庫水量損失由水庫蒸發損失和滲漏損失兩部分組成。因缺乏蒸發資料，采用《江西省水資源》（附表）提供的興國站多年平均年蒸發量和多年平均的年內分配。將上述資料中的蒸發皿觀測資料乘以0.98的折算系數，換算為水面蒸發量1159.9mm，陸面蒸發深由多年平均降水深與多年平均徑流深之差求得，為707.8mm，則水庫年蒸發損失深度為452.1mm。由此得到水庫各月蒸發損失。滲漏損失根據庫區地質條件估算，月滲漏量按水庫當月平均蓄水量的1.0%考慮。

圖2 里坳水庫庫容曲線圖

3 水庫特征水位

3.1 死水位

根據水文資料，此次設計里坳水庫多年平均輸沙模數取值為357.2t/km2，則懸移質年輸沙量為276.1t，推移質年輸沙量按懸移質年輸沙量的30%考慮，則年輸沙總量為358.93t。水庫淤積年限根據規范取25年，則水庫淤積庫容約為4960m3，相應淤積高程為327.9m。

考慮泥沙淤積、引水穿壩涵管管徑及頂緣淹沒深度的要求，確定死水位為329.5m，死水位以下庫容為2.447× 104m3。

確定死水位后，進行興利調節計算，即在來水、需水及供水保證率已定的情況下，計算水庫所需要的興利庫容，最終確定正常蓄水位。計算采用實際代表年法，即將水庫壩址設計代表年來水過程系列和用水過程系列，按水利年進行逐月水量平衡計算。水量平衡計算公式如下：

式中：V（t）—t時段計算庫容，×104m3；

V（o）—t上一時段計算庫容，×104m3；

Q（t）—t時段來水流量，m3/s；

q（t）—t時段供水流量，m3/s；

W1（t）—t時段蒸發損失水量，×104m3；

W2（t）—t時段滲漏損失水量，×104m3。

最終確定里坳水庫興利庫容為18.177×104m3，正常蓄水位為335.68m。

3.3 最高洪水位

里坳水庫防洪標準按30年一遇洪水設計，200年一遇洪水校核。

調洪原則為：（1）按寬頂堰實際泄洪能力泄洪，起調水位與水庫初擬溢流堰堰頂高程一致；（2）壩身放水涵洞不參與調洪。

擬定泄洪建筑物的型式：堰頂高程335.68m，堰頂寬度10m，單孔。

調洪計算在水量平衡和動力平衡的支配下進行，具體方法采用簡化三角形法。最終確定里坳水庫設計水位336.44m，校核水位336.69m，調洪庫容4.522×104m3，總庫容25.15×104m3。

4 結語

小型水庫工程規模的確定是其工程設計中重要的前期工作，需要結合工程的任務與要求，利用地形、來水、用水等基本資料，通過一定的水文水利計算得到死水位、正常蓄水位、最高洪水位等水庫各種特征水位。

本文結合江西省興國縣里坳水庫擴建工程設計前期所做的水文水利計算及實地調查等工作，探究了小型水庫工程規模的確定，對類似的小型水庫工程具有一定的借鑒意義。實際工作中，小型水庫工程經常遇到無實測水文資料等問題，對其規模的確定帶來了不小的困難，因此最大限度地搜集和使用基本資料是十分必要的