月潭水庫建成后屯溪水文站設計洪水分析計算

許 杰

（安徽省黃山水文水資源局,安徽 黃山 245000）

月潭水庫為在建大（2）型水庫工程,位于新安江率水河上,壩址下游約38 km處設有屯溪水文站（以下簡稱屯溪站）,位置關系見圖1。截至2020 年汛期,月潭水庫主體工程已經基本建設完成,但尚未正式運行。月潭水庫正式運行后,現狀下屯溪站流域暴雨徑流關系必然發生改變。為更好地服務于城區防洪和水資源管理,有必要對水庫正式運行后的屯溪站設計洪水進行分析計算。

1 流域概況

黃山市古稱徽州,地處皖浙贛三省交界處,下轄三區四縣,總面積9807 km2。新安江作為黃山市內主要河流,是錢塘江正源,其主源率水流經休寧縣流入黃山市屯溪區與左岸支流橫江匯合后稱新安江,新安江干流及其兩源均為山溪型河流,降水集中、洪水頻發。

1.1 屯溪水文站

屯溪站屬錢塘江流域新安江水系,站址位于黃山市屯溪區陽湖鎮黃口村,流域面積2670 km2,該站設立于1950 年6 月,為新安江上游干流主要控制站,也是黃山市唯一一個國家重要水文站。本站防洪警戒水位為124.80 m。屯溪水文站以上流域水文測站分布情況見圖1。

圖1 屯溪水文站平面位置圖

1.2 月潭水庫

月潭水庫地處新安江主源率水河中游,壩址位于黃山市休寧縣海陽鎮首村下琳溪組下游約500 m,距黃山市區29 km,控制率水河流域面積908 km2。是一座以防洪為主,結合城鎮供水和發電,兼顧灌溉等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。水庫汛限水位160.5 m,正常蓄水位165.0 m,20 年一遇洪水位165.8 m,50 年一遇防洪最高水位為168.7 m,相應防洪庫容0.73 億m3,100 年一遇設計最高洪水位170.3 m,相應防洪庫容0.96 億m3。

2 計算思路

由于月潭水庫尚未正式運行,缺乏運行狀態流域實測流量資料,因此本次分析采用暴雨資料通過新安江模型進行設計洪水計算,并且以月潭水庫正常運行為前提。計算步驟如下：

（1）假定計算流域暴雨洪水同頻率且降雨均勻,根據實測資料計算月潭水庫以上流域（月潭流域）和屯溪站斷面以上除月潭流域外的其它流域（區間流域）的設計暴雨。

（2）依靠新安江模型分別計算月潭流域和區間流域設計洪水過程采用分別計算分析區間流域設計洪水過程,其中典型復峰暴雨采用1996 年最大7 日暴雨雨型, 典型單峰暴雨采用《黃山水文手冊》提供的最大24 小時暴雨時程分配。

（3）由于月潭水庫設計報告中的是指導性的調度方案,本次計算依據該方案并結合實際編制水庫下泄流量控制方案。依此方案進行調洪演算,得到設計洪水下月潭水庫相應出庫過程。

（4）不考慮月潭水庫壩址至屯溪站斷面間的洪水坦化,將計算設計區間入流和3 小時前的月潭水庫設計出庫流量相加得到屯溪站設計洪水過程。

（5）成果為連續暴雨、連續洪峰下的設計情況,水庫調洪作用與單峰型洪水的情況相比較弱。

3 水庫下泄流量控制方案

3.1 編制方案

（1）假定月潭水庫開始調度時,水位已調至汛限水位160.50 m。

（2）水庫100年一遇設計最高水位為170.3 m,水庫50 年一遇防洪最高水位為168.7 m,水庫20 年一遇洪水位為165.8 m,水庫正常蓄水位為165.0 m。依據《黃山水文手冊》,天然情況下屯溪站50 年一遇設計洪峰流量6540 m3/s,20 年一遇5620 m3/s,10 年一遇4880 m3/s。調度以水庫水位不超過相應等級限制水位,屯溪站洪峰流量不超過相應等級天然情況下設計洪峰流量為前提。

（3）依照水庫設計報告中的指導性調度方案以調度時刻水庫現狀水位和3 小時后區間入流預報值為控制條件,編制了3 份下泄流量控制方案,其中方案一偏水庫自身安全考慮,方案二偏中心城區安全考慮,方案三平衡考慮。見表1~表3。

表1 月潭水庫下泄流量控制方案一 單位：m3/s

表3 曲線檢驗成果統計表

表3 月潭水庫下泄流量控制方案三 單位：m3/s

3.2 方案選擇

按照50 年一遇設計洪水,按照三種下泄流量控制方案分別進行調洪演算。演算成果是在設計情況下,方案一調洪后最高庫水位167.1 m,但對洪水攔蓄作用較小,屯溪斷面洪峰流量達6000 m3/s；方案二調洪后屯溪斷面洪峰流量為5600 m3/s,但將導致水庫在50 年一遇防洪最高水位以上運行時間超36 小時,最高庫水位將達169.8 m；方案三調洪后屯溪斷面洪峰流量5900 m3/s,最高庫水位168.1 m。方案三較好地平衡了水庫自身和中心城區的防洪壓力,本次計算采用方案三作為下泄流量控制方案。具體成果見表4。

表4 月潭水庫下泄流量控制各方案比較 單位：m3/s

4 設計洪水成果

依照上文所述對月潭水庫正式運行后的屯溪站設計洪水進行計算,成果見表5、圖2~圖4。

圖4 屯溪站10年一遇設計洪水調算成果圖

表5 屯溪站設計洪水分析計算成果 單位：m/s

圖2 屯溪站50年一遇設計洪水調算成果圖

圖3 屯溪站20年一遇設計洪水調算成果圖

圖5 調算過程節選圖

5 結語

從上述成果可以看出月潭水庫工程建成后,可有效調控洪水,削減洪峰,與下游堤防及河道整治工程相結合,提高黃山市中心城區的防洪標準。但是在短時間連續發生暴雨的情況下,月潭水庫的調蓄削峰作用相對比較有限,而本地區的歷史大洪水基本由持續數日連續暴雨導致,如“69.7.5”洪水、“96.7.1“洪水。因此月潭水庫建成運行后,面對洪水仍然不可麻痹大意,尤其要注意暴雨洪水期間的水庫調度,確保水庫大壩和下游中心城區的安全。