太河水庫庫區地形圖測量及特征曲線復核

朱慧玲，袁春雷

（淄博市太河水庫管理局，山東 淄博 255178）

太河水庫位于山東省淄博市南部山區，淄河干流中上游，控制流域面積780km2，總庫容18330萬 m3，興利庫容11280萬 m3，是一座集防洪、供水、灌溉、發電等綜合功能于一體的大（2）型水庫。

為充分利用流域雨洪資源，山東省水利廳將太河水庫列入2016年水庫增容工程項目。太河水庫建設初期，山東省地礦局對太河水庫庫區進行了1∶10000地形圖測量，并據此計算出了水庫庫容，繪出了水位～面積～庫容關系曲線（以下簡稱“原成果”），該成果距今已50余年，由于多年來受自然和人為因素影響，庫區地形有所變化。為了分析掌握人類活動和自然因素對庫區地形變化的影響，為水庫增容工程設計及工程管理提供準確的基礎資料，2015年由山東省水利勘測設計院進行了太河水庫1∶2000庫區地形圖測量和水庫特征曲線復核。

1 庫區測量

1.1 庫區地形測量

1）平面控制測量。平面控制網采用GPS動態實時差分RTK技術布設的一級動態網，測量方法為由全球導航衛星系統連續運行參考網站（SDCORS）站點出發，采用GPSRTK衛星定位，測設基本平面控制點的平面坐標，該網共測設一級控制點55個。2）高程控制測量。采用四等水準網聯測所有埋石點作為基本高程控制網，為地形圖測量提供高程控制，其路線長度與閉合差等限差均按照四等水準精度要求控制。

1.2 1∶2000 地形圖測量

1）水面以上陸地地形圖測量。采用航攝綜合法測圖，用2013年山東省國土測繪院航拍獲取的外業最原始影像數據，補充完成外業像控點采集，空中三角解算，立體側圖等。2）水下地形圖測量。采用測量船上架設GPS接收機掛接珠海中海達HD310全數字雙頻測深儀的模式，由GPS接收機獲取水下點的平面坐標，測深儀直接獲取水下點的高程數據，完成水庫水下地形測量，最終室內生成水下等高線。

1.3 水庫庫容計算與特征曲線繪制

地形圖繪制完成后，勾繪不同高程的等高線，利用等高線容積法計算出不同起算面的水庫庫容，水位～面積～庫容關系見表1，曲線見圖1。

圖1 新測太河水庫水位～面積～庫容曲線

2 測量成果分析

2.1 新成果與原成果對比

新成果與原成果對比情況見表1，特征水位相應水位、面積、庫容關系對比見表2。

表1 水位～面積～庫容關系成果對比表

表2 太河水庫特征水位～面積～庫容關系對比表

2.2 庫容變化的原因分析

1）庫容計算公式不同。原成果面積使用機械求積儀進行量算，新成果面積采用計算機全解析法量算，計算公式分別為：

將原成果用原方法和新方法計算的庫容及其差值列入表1，可以看出兩種方法計算的庫容有差異，特別是在高程242m處，差異較大。

2）計算方法和精度不同。原水位～面積～庫容關系曲線是在1∶10000地形圖上計算而來，地形圖采用小平板手工勾繪進行測量，等高距為5m，等高線中誤差為1.7m。

新成果水位～面積～庫容關系曲線是在1∶2000地形圖上計算而來，地形圖測量采用GPS+測深儀技術，等高距水下為0.5m，水上為1m，等高線中誤差0.3m。

3）高程系不同。本次測算高程系統采用1985國家高程基準，原成果高程基準為1956年黃海高程系，1956年黃海高程系=1985國家高程基準+0.101m。為明晰水位～面積～庫容關系的變化，且保持與以往成果高程基準的一致性，聯測水庫水文觀測站的相關觀測點，將本次測算成果轉換至1956年黃海高程系基面見表1。

4）自然因素及人為活動的原因。分析自然及人為活動的對庫容變化的表現及原因可分為以下幾個區段：高程208m以下：水庫面積減小、庫容減小，主要原因一是汛期洪水入庫時攜帶泥沙等沖積物在庫底淤積，水庫從建庫至今的50年當中，從未進行過清淤；二是高程208m以上庫區泥土被雨水沖刷至庫底。高程在208～216m之間：水庫面積增大、庫容增大，主要原因是雨水將208m以上泥土沖刷淤積到庫底；其次，2008年以前庫區在這一高程區間有少量挖沙，造成庫區面積增大，庫容相應增大。高程在216～223m之間：水庫面積減小、庫容減小，主要原因一是土地平整及支流口淤積；二是224m高程以上削減山脊及風浪淘刷，岸坡泥土填充到該區段；三是大壩混凝土防滲墻工程施工時，排出的泥漿在此堆積造成淤積。高程在224～239m之間：庫區面積增大、庫容增大，主要原因是土地平整等人類活動導致地形變化；其次是風浪淘刷使兩岸泥土填充到庫底或較低高程；另外，保安全工程壩頂高程234.5m以上時，將壩軸線向下游平移了24.5m，對水庫面積、庫容有一定影響。高程在239m以上：庫區新測面積、庫容與原成果新方法成果趨于一致，變化不大。

3 結語

本次太河水庫庫區地形圖測量和特征曲線復核，嚴格按照現行相關規范規程組織實施，采用了更加先進的測量方法和技術，其成果精度更高，與水庫庫區實際狀況較為相符，充分反映了自然因素和人為因素對水位～面積～庫容的影響。