串聯(lián)水庫(kù)洪水分析實(shí)例之一

饒慶陽(yáng)

摘要： 云南省蘇租水庫(kù)壩址位于云南省紅河州建水縣，為規(guī)劃新建中型水庫(kù)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)1000年一遇，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)50年一遇，上游同一流域上有規(guī)劃新建的小（1）型水庫(kù)—施家寨水庫(kù)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)300年一遇，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)30年一遇，由于兩水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)上游施家寨水庫(kù)進(jìn)行防洪安全復(fù)核，對(duì)下泄洪水進(jìn)行洪水組合計(jì)算。

關(guān)鍵詞：洪水計(jì)算? 同頻率組合

1洪水標(biāo)準(zhǔn)及工程區(qū)概況

蘇租水庫(kù)壩址位于云南省紅河州建水縣盤江鄉(xiāng)境內(nèi)，距盤江鄉(xiāng)3km，距建水縣城約47km。蘇租水庫(kù)總庫(kù)容1103萬(wàn)m?，為中型水庫(kù)，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2017），蘇租水庫(kù)樞紐工程等別為Ⅲ等，大壩級(jí)別為2級(jí);溢洪道、隧洞級(jí)別為3級(jí);次要建筑物級(jí)別為4級(jí);臨時(shí)建筑物級(jí)別為5級(jí)。

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-2014和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2017的規(guī)定，蘇租水庫(kù)建設(shè)后工程防洪標(biāo)準(zhǔn)如下：

校核洪水標(biāo)準(zhǔn)：P=0.1%（1000年一遇）;

設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)：P=2%（50年一遇）;

蘇租水庫(kù)地處山中，流域山勢(shì)陡峻，河谷深切，洪水匯集時(shí)間短，過(guò)程線多具有陡漲陡落、峰高量小的山區(qū)性特點(diǎn)，多為單峰，歷時(shí)在24小時(shí)以內(nèi)。

蘇租水庫(kù)上游同一流域上有規(guī)劃新建的小（1）型水庫(kù)—施家寨水庫(kù)，施家寨水庫(kù)工程壩址距本次設(shè)計(jì)的蘇租水庫(kù)16.1km。流域面積25.3km?，主河道長(zhǎng)6.07km，河道平均比降36‰，水庫(kù)是以灌溉為主，水庫(kù)總庫(kù)容231.3萬(wàn)m?。施家寨水庫(kù)為小（1）水庫(kù)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)：P=0.33%（300年一遇），設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)：P=3.33%（30年一遇），設(shè)計(jì)需對(duì)上游施家寨水庫(kù)進(jìn)行防洪安全復(fù)核，對(duì)下泄洪水進(jìn)行洪水組合計(jì)算。

蘇租水庫(kù)尾段有一伏流暗河，為一溶洞，稱為天生橋，天生橋伏流暗河長(zhǎng)73.4m，進(jìn)口底板標(biāo)高1404.5m，出口底板標(biāo)高1400.15m，溶洞頂板塌落嚴(yán)重，在下部基本由塌落塊石組成，洞中水由其塊石間流出，洞頂基本為一三角形形態(tài)。所以，蘇租水庫(kù)在洪水在天生橋段還會(huì)受到天生橋伏流暗河的影響，經(jīng)地質(zhì)勘察分析，天生橋段較穩(wěn)定，當(dāng)遭遇大洪水時(shí)，天生橋會(huì)對(duì)部分洪水短時(shí)間攔蓄，所以，蘇租水庫(kù)入庫(kù)洪水在在天生橋處受到天生橋伏流區(qū)的調(diào)節(jié)。

2 洪水計(jì)算途徑

蘇租水庫(kù)壩址斷面以上流域面積85.4km?，主河道長(zhǎng)22.2km，河道平均比降27‰，施家寨水庫(kù)流域面積25.3km?，主河道長(zhǎng)6.07km，河道平均比降36‰，兩水庫(kù)區(qū)間流域面積60.1km?，主河道長(zhǎng)16.1km，河道平均比降24‰。

根據(jù)工程區(qū)實(shí)際條件，施家寨水庫(kù)洪水采用洪水組合法推求。在考慮洪水組合時(shí)，由于蘇租水庫(kù)壩址斷面控制面積較大，區(qū)間面積次之，施家寨水庫(kù)斷面以上面積最小，所以，在用同頻率組合法計(jì)算壩址洪水時(shí)，考慮“上游相應(yīng)”。

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2017），施家寨水庫(kù)為小（1）型水庫(kù)，推薦攔河壩為粘土心墻風(fēng)化料壩，最大壩高39.0m，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000），水庫(kù)校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=0.33%，蘇租水庫(kù)根據(jù)來(lái)水及庫(kù)區(qū)情況規(guī)劃建設(shè)為中型水庫(kù)，壩型為土壩，壩高大于70m，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)：P=0.1%，由于兩水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一樣，因此，需先復(fù)核施家寨水庫(kù)各洪水標(biāo)準(zhǔn)下的防洪能力。另外，由于洪水受天生橋，計(jì)算時(shí)考慮天生橋?qū)樗恼{(diào)節(jié)作用。

蘇租水庫(kù)所在大清河流域和鄰近流域沒(méi)有實(shí)測(cè)洪水流量資料，根據(jù)《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（SL44-2006）規(guī)定，以及水庫(kù)所在流域和鄰近資料條件情況，水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水采用暴雨洪水途徑計(jì)算;

3 洪水計(jì)算成果

洪水計(jì)算采用暴雨洪水途徑計(jì)算，暴雨移植建水氣象站暴雨，采用洪水組合法計(jì)算施家寨水庫(kù)洪水，蘇租天然洪水和兩水庫(kù)區(qū)間洪水通過(guò)云南省暴雨洪水手冊(cè)的方法計(jì)算，成果如下表：

4 施家寨水庫(kù)防洪能力復(fù)核

計(jì)算的施家寨水庫(kù)壩址洪水，根據(jù)其庫(kù)容曲線和溢洪道設(shè)計(jì)資料對(duì)施家寨水庫(kù)防洪能力復(fù)核，施家寨水庫(kù)P=0.1%時(shí)，對(duì)應(yīng)水位是1733.31m。

根據(jù)已經(jīng)審批的施家寨水庫(kù)設(shè)計(jì)報(bào)告，壩頂高程為1733.20m，防浪墻高1m，即施家寨水庫(kù)防浪墻頂高程為1734.20m，根據(jù)防洪能力復(fù)核，施家寨水庫(kù)P=0.1%時(shí)，水位高于施家寨水庫(kù)壩頂高程0.11m，但低于施家寨水庫(kù)防浪墻頂高程高程，所以，建議在建設(shè)施家寨水庫(kù)時(shí)，應(yīng)綜合考慮下游蘇租水庫(kù)的防洪安全要求，施家寨水庫(kù)在遭遇P=0.1%洪水時(shí)不讓洪水漫壩。

5 壩址設(shè)計(jì)洪水

蘇租水庫(kù)壩址斷面以上流域面積85.4km?，上游規(guī)劃新建的施家寨水庫(kù)流域面積25.3km?，根據(jù)上面分析，施家寨水庫(kù)在遭遇P=0.1%洪水時(shí)防洪能力不足，但是兩水庫(kù)均為規(guī)劃新建的水庫(kù)，綜合考慮，建議在建設(shè)施家寨水庫(kù)時(shí)，建議建水縣在建設(shè)施家寨水庫(kù)時(shí)，適當(dāng)加強(qiáng)其防洪能力，使其在遭遇P=0.1%洪水時(shí)不讓洪水漫壩。

施家寨水庫(kù)對(duì)洪水有一定的調(diào)節(jié)作用，但是水庫(kù)總庫(kù)容231.3萬(wàn)m?，相對(duì)于蘇租水庫(kù)壩址洪水以上962萬(wàn)m?來(lái)說(shuō)較小，且水庫(kù)調(diào)節(jié)能力有限，加之蘇租水庫(kù)壩址洪水本來(lái)采用暴雨洪水計(jì)算，存在一定的誤差，所以，蘇租水庫(kù)壩址不在考慮施家寨水庫(kù)調(diào)洪作用的影響，采用天然洪水作為壩址洪水。

上游天生橋段遭遇大洪水時(shí)，天生橋存在一定的擋水作用，洞口以上暫時(shí)會(huì)形成一小水壩，根據(jù)天生橋地形可量算天生橋地形容積曲線;天生橋溶洞以上為穩(wěn)定的地質(zhì)構(gòu)造山體，當(dāng)洪水超出構(gòu)造山體后，水體漫過(guò)山體向下游傾泄，山體可以看為一溢流堰，由于洞頂以上山體較開(kāi)闊，對(duì)洪水的擋水作用不明顯，根據(jù)天生橋以上洪水過(guò)程、地形容積曲線和溢流曲線對(duì)洪水進(jìn)行調(diào)節(jié)，遭遇較大洪水時(shí)，洪水能很快的宣泄，天生橋?qū)樗{(diào)節(jié)作用很小，天生橋?qū)樗恼{(diào)節(jié)作用可以忽略，直接采用天然洪水，這對(duì)于水庫(kù)也是偏于安全的。

6 結(jié)語(yǔ)

蘇租水庫(kù)壩址洪水為典型的山區(qū)河道洪水，上游有規(guī)劃小型水庫(kù)和巖溶地貌天生橋影響，規(guī)劃新建的小型水庫(kù)施家寨水庫(kù)的洪水處理是本案例的重點(diǎn)，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中如果僅考慮施家寨水庫(kù)滿足300年一遇防洪要求，則在1000年一遇洪水時(shí)就必須分析其潰壩情況對(duì)蘇租水庫(kù)的影響，潰壩情況下洪水很大，蘇租水庫(kù)為山區(qū)的高壩，如果該情況下洪水由蘇租水庫(kù)解決，則需要很大的防洪庫(kù)容，投資大增加，所以，設(shè)計(jì)中建議加強(qiáng)施家寨水庫(kù)防洪能力，對(duì)區(qū)域水利投資是有利的。

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