高坊水庫安全鑒定防洪能力復核分析

熊志明

(金溪縣水利局，江西 撫州 344800)

1 工程概況

高坊水庫位于金溪縣黃通鄉與陸坊鄉交界處，距縣城15km，壩址座落于信江水系白塔河支流高坊河上，壩址以上控制流域面積102km2。是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發電等綜合利用的中型水庫。水庫下游有金溪縣陸坊鄉、余江縣城、工礦企業、浙贛鐵路、206國道等重要設施，保護下游人口10萬人，耕地面積8000hm2。

高坊水庫始建于1958年，1974年作了大壩斜墻鋪蓋處理，1986年樞紐工程按提高正常蓄水位4.5m進行了擴建加固，2004年對水庫進行了除險加固。樞紐工程主要建筑物有：主壩(均質土壩)、副壩(漿砌石壩)、溢洪道、灌溉兼發電隧洞、放空隧洞及壩后電站等。

2 設計洪水復核

2.1 防洪標準復核

高坊水庫總庫容6750萬m3，為中型水庫，根據現行《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)，本工程等別為Ⅲ等，主要水工建筑物級別為3級，按山區、丘陵區水利水電工程永久性建筑物洪水標準規定，3級建筑物設計洪水標準為100-50a一遇，校核洪水標準為2000-1000a一遇， 2002年除險加固階段設計標準采用100a一遇，校核標準采用1000a一遇，滿足《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)的要求，本次沿用該標準，其設計洪水標準為100a一遇，校核洪水標準為1000a一遇。

2.2 設計洪水復核

本次采用江西省水文總局2010年編制的《江西省暴雨洪水查算手冊》(以下簡稱《手冊》)，根據《手冊》使用說明，面積在50km2以上的流域，推薦采用瞬時單位線法計算設計洪水，當工程規模屬中型或性質較為重要，而且要求有較精確的設計洪水過程線進行調洪演算時，宜采用瞬時單位線法計算，故本次采用瞬時單位線法復核設計洪水。

2.2.1 暴雨推求

根據工程地理位置采用《手冊》中的暴雨等值線圖和偏差系數圖可查得水庫流域各時段暴雨參數，其相應的設計暴雨成果列入表1。

表1 水庫各時段點暴雨值成果表

根據選定的設計暴雨參數，推求壩址控制流域的各頻率設計暴雨面暴雨量，成果見表2。

表2 水庫各時段面暴雨值成果表

2.2.2 產匯流計算及洪水成果

1)設計暴雨時程分配：

考慮流域面積較大，因此采用控制時段△t=3h的暴雨雨型分配過程，求得各頻率下的時段暴雨分配量，見表3。

2)設計24h凈雨計算：

由產流分區圖可知，工程屬信江流域，位于產流Ⅵ區，查《手冊》附表，計算出各頻率下24h凈雨過程，見表4。

3)設計洪水及洪水過程線推求：

該工程屬信江流域，據瞬時單位線計算分區圖，該工程位于Ⅵ區，利用該區經驗公式計算設計洪水過程線，見表5及表6。

表3 水庫設計暴雨時程分配表

表4 水庫設計凈雨成果表

表5 高坊水庫設計洪水成果表

表6 高坊水庫設計洪水過程線成果表

續表6 高坊水庫設計洪水過程線成果表

2.2.3 設計洪水成果選用及分析

將本次安全鑒定階段推求的設計洪水成果與原設計成果進行比較，經分析，本次采用《手冊》推求的設計暴雨H60min比原成果小9.1%-13.9%， H6比原成果小10.2%-12.2%，H24與原成果基本一致，且因匯流參數計算公式參數的變化導致計算的匯流參數m 值不同， 本次推求的設計洪峰流量均小于原成果，最大一日洪量100a一遇大于原設計成果，1000a一遇小于原成果。

根據《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017)防洪能力復核一般規定7.1.4條，如設計洪水復核計算成果小于原設計洪水成果，宜沿用原設計洪水成果進行調洪計算，本次將本階段復核的設計洪水和原設計洪水均進行調洪演算，成果比較如下表7，從表中可以看出，調洪水位100a一遇本次成果與原成果一致，1000a一遇以原成果更大，因此，本次設計洪水成果沿用原設計成果，見表8、表9 。

表7 采用不同方法推求洪水及調洪成果比較表

表8 高坊水庫原設計洪水成果表

2.2.4 設計洪水成果合理性及分析

1)本次設計洪水計算設計雨型采用《手冊》確定的以3h為時段分配的區域性綜合成果，設計暴雨選用地區綜合成果，經與周圍單站短歷時暴雨成果比較后，選用的暴雨成果對工程的安全有保證。

本次計算的設計洪水和調洪最高水位經與原成果進行比較后，100a一遇和1000a一遇設計洪峰流量均小于原成果，但最大一日洪量100a一遇本次復核成果大，1000a一遇比原成果小，經調洪演算后，100a一遇調洪水位基本一致，1000a一遇以原成果更大，根據《導則》規定，本次沿用原設計洪水成果，對工程的安全是有保障的。

2)為進一步論證本次洪水復核成果的合理性，將本次設計洪水與本地區其它水庫設計洪水成果進行比較，詳見表10。從表中可以看出，水庫的洪峰模系數與本地區其它已建中型水庫的設計洪峰模系數較接近，因此設計洪水成果是合理的，可作為洪水復核采用。

表10 水庫及鄰近流域設計洪水成果比較表

3 調洪演算

3.1 水庫泄洪設施

高坊水庫采用溢洪道泄洪，水位、下泄流量成果見表11。

3.2 調洪演算

1) 起調水位：

因高坊水庫下游有防洪要求，本次安全鑒定則以汛限水位117.3m作為起調水位。

表11 高坊水庫水位-下泄流量成果表

2)防洪高水位：

水庫下游防護對象是石溪渡槽以下的浙贛鐵路、余江縣城及部分沿河鄉鎮，防洪標準為10a一遇，因此，按10a一遇的洪水過程，下游河道的安全泄量為146 m3/s，按該安全泄量進行控制泄洪，經調洪演算，求得防洪高水位為118.17m。

3)調洪最高水位：

根據防洪汛期限制水位117.3m為起調水位，采用水庫下游防洪泄水規則及調度方式，對各頻率設計洪水按安全泄量進行控制泄洪，直至防洪高水位出現，然后按大壩防洪的調度方式，進行調洪演算。調洪演算采用變時段試算法，求得各頻率特征水位及最大下泄流量，高坊水庫調洪計算結果詳見表12。

4 抗洪能力復核計算

本次復核水庫設計洪水位(P=1.0%)為118.28m，校核洪水位(P=0.1%)為118.89m。壩頂超高計算結果詳見表13。

表12 高坊水庫調洪演算成果表

表13 壩頂超高計算表

從表13可知，大壩壩頂高程滿足現行規范的防洪要求。

5 結果分析

1)本次安全評價高坊水庫設計標準仍采用100a一遇，校核標準仍采用1000a一遇，與原成果一致。

2)本次安鑒沿用原洪水計算成果，原成果對工程的安全有保證，能滿足本階段評價水庫防洪能力的設計要求。

3)現狀壩頂高程能滿足現行規范的防洪要求。

綜上所述，按《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017)，大壩防洪安全性為A級。