趙淑麗

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津300250）

1 概況

金山子水庫位于薊運(yùn)河系州河上游，壩址坐落在承德市興隆縣南部掛蘭峪鎮(zhèn)金山子村，是一座具有防洪、灌溉、養(yǎng)殖及林業(yè)生態(tài)等綜合利用功能的?。?）型水庫，水庫樞紐由攔河壩、放水洞等組成。壩址以上控制流域面積23.5km2，流域長度10km，總庫容113萬m3。

該水庫于1970年4月開始興建，1976年6月竣工；2007年5月大壩安全鑒定，將大壩安全類別評(píng)定為三類壩；2008年4月始開展除險(xiǎn)加固工程，截止2011年底除險(xiǎn)加固工程已經(jīng)竣工。

水庫以上流域多年平均降水量為760mm，降水量年際變化較大，年內(nèi)分配極不均勻，年降水量的70%～80%集中在汛期6—9月份。其中7、8兩月降水占全年的60.6%，加之流域植被差，形成該河流洪枯比大，洪水峰高量大而歷時(shí)短的特點(diǎn)。

2 設(shè)計(jì)洪水

2.1 洪峰流量

金山子水庫沒有水文測(cè)站，無法用實(shí)測(cè)洪水資料推求設(shè)計(jì)洪水，其洪峰流量采用暴雨途徑及 《承德水文圖集》（1989年）提供的方法進(jìn)行計(jì)算，通過對(duì)該地區(qū)的水文特性進(jìn)行分析，選擇推求設(shè)計(jì)洪水的方法有合理化公式和推理公式。

流域特征值為由1∶5萬地形圖重新復(fù)核后成果，見表1。

表1 流域特征指標(biāo)表

（1）合理化公式：

式中Q1%為100a一遇設(shè)計(jì)洪峰流量（m3/s）；ι為暴雨強(qiáng)度（mm/h）；μ為產(chǎn)流歷時(shí)內(nèi)平均入滲流（mm/h）；F為流域面積（km2）；Sp為雨力，即最大1h雨量（mm/h）；τ為匯流歷時(shí)（h）；n為暴雨遞減指數(shù)，由圖集查得n＝0.72；L為流域長度（km）；J為河道縱坡（‰）；H、B、X、Y為參數(shù)，均由圖集中查取，分別為1.148，0.52，0.015，1.38。

（2）推理公式一：

式中hnR為100a一遇24h暴雨的面雨量產(chǎn)生的徑流深，可由產(chǎn)流分區(qū)表中的暴雨～徑流關(guān)系表查出。其他符號(hào)意義同前。

（3）推理公式二：

當(dāng)τc≥τ時(shí)，，τc＜τ時(shí)，

式中φ為洪峰徑流系數(shù)（也可查諾模圖求得）；τ為匯流時(shí)間（t）；τ0為φ＝1時(shí)的匯流時(shí)間（也可查諾模圖求得）；n為暴雨遞減指數(shù)，當(dāng)t＜1時(shí)n＝n1，1≤t≤6時(shí)n＝n2，6≤t≤24時(shí)n＝n2或n3；m為匯流參數(shù)，可由經(jīng)驗(yàn)公式求得。A、B值由匯流分區(qū)表查得，處轉(zhuǎn)折，小于90時(shí)用A1、B1；大于90時(shí)用A2、B2，計(jì)算m時(shí)J用小數(shù)表示。J為沿L的加權(quán)平均縱比降。其他符號(hào)意義同前。

μ值可用100a一遇24h暴雨的面雨量從匯流分區(qū)內(nèi)給的暴雨～徑流關(guān)系，查表得徑流深hR，代入μ值計(jì)算式計(jì)算或用查μ諾模圖。

金山子水庫100a一遇設(shè)計(jì)洪峰計(jì)算成果確定后，根據(jù)金山子水庫所處匯流分區(qū)為Ⅷ區(qū)選用其他頻率設(shè)計(jì)洪峰流量換算系數(shù)，計(jì)算金山子水庫其他頻率設(shè)計(jì)洪峰流量，成果見表2。

表2 金山子水庫設(shè)計(jì)洪水成果表

（4）設(shè)計(jì)洪水成果的比選。由以上幾種方法得出的設(shè)計(jì)洪水成果可以看出《承德圖集》3種方法成果基本一致。由于各種計(jì)算方法參數(shù)取值方法和途徑略有不同，導(dǎo)致計(jì)算成果略有差異并在合理范圍內(nèi)，基于安全考慮，設(shè)計(jì)洪水采用推理公式二成果，30a一遇485m3／s，300a一遇870m3／s。

2.2 設(shè)計(jì)洪量計(jì)算

設(shè)計(jì)洪量計(jì)算采用公式（4）：

式中Wtp為設(shè)計(jì)頻率洪水總量（萬m3）；K為單位換算系數(shù)，K＝0.1；Htp為設(shè)計(jì)頻率面雨量產(chǎn)生的徑流深（mm）；F為流域面積（km2）。

該流域?qū)傺嗌接L(fēng)區(qū)，設(shè)計(jì)洪量采用三日控制。由《承德水文圖集》直接查取三日暴雨均值和Cv＝0.54值，從而計(jì)算出三日設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量，點(diǎn)雨量乘以點(diǎn)面折減系數(shù)為相應(yīng)面雨量，點(diǎn)面折減系數(shù)為0.983，暴雨及設(shè)計(jì)洪量計(jì)算成果見表3。

表3 金山子水庫三日暴雨及設(shè)計(jì)洪量成果表

2.3 設(shè)計(jì)洪水過程線

由于該流域面積小，無實(shí)測(cè)資料，所以采用《承德水文圖集》中的概化過程線，相應(yīng)概化過程線見表4。

表4 設(shè)計(jì)洪水概化過程

設(shè)計(jì)洪水過程線成果見表5。

表5 金山子水庫設(shè)計(jì)洪水過程

2.4 合理性檢查

根據(jù)海灤河流域（P＝1%）洪峰流量～流域面積分析，金山子水庫100a一遇洪峰流量模數(shù)與其所處的地理位置和暴雨特性一致，符合海灤河流域的一般規(guī)律，從面上平衡角度考慮金山子水庫的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果是合理的。

3 結(jié)語

金山子水庫是承德地區(qū)計(jì)算小水庫設(shè)計(jì)洪水方法的典型，多數(shù)情況下設(shè)計(jì)洪水計(jì)算都是采用暴雨途徑計(jì)算，由暴雨推求洪水。本文通過對(duì)該地區(qū)的水文特性進(jìn)行分析，選擇推求洪水的方法有合理化公式和推理公式，并進(jìn)行了合理性檢查，可為類似小水庫設(shè)計(jì)洪水計(jì)算提供借鑒。

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