金云杰（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

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基于不同預(yù)設(shè)條件的水庫抗暴雨能力分析

金云杰
（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

［摘要］文章對遼寧省葫蘆島市烏金塘水庫進(jìn)行不同預(yù)設(shè)條件的抗暴雨能力分析，將其水庫空余庫容折算成水庫在本水位下所能容納的最大降雨量，從而直觀地表現(xiàn)出蓄水量與降雨量之間的關(guān)系，達(dá)到防洪減災(zāi)效果最大化，減少人民群眾生命財(cái)產(chǎn)損失。

［關(guān)鍵詞］不同預(yù)設(shè)條件；水庫；抗暴雨能力

1　水庫概況

烏金塘水庫位于小凌河流域支流女兒河中下游，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)魚、發(fā)電及旅游為一體的大型水庫。設(shè)計(jì)洪水為100年一遇，校核洪水為300年一遇，1976年提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按可能最大降水校核。水庫壩址以上面積為940 km2，河道長度86 km，河道平均比降2.12‰。

水庫水文地質(zhì)條件為暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū),冬季多西北風(fēng)，夏季多東南風(fēng)，溫度變化較大，寒暖、干濕變化明顯。多年平均氣溫9攝氏度，極地最低氣溫－26.7℃，平均相對濕度在48～82%之間，多年平均降雨量595.4 mm，多年平均蒸發(fā)量1 937.4 mm，多年平均風(fēng)速3.6 m/s，年最大風(fēng)速21.7 m/s，最大凍深1.12 m。多年平均氣溫9.2℃，極端最高氣溫41.8℃（1972年），極端最低氣溫-24.7℃（1966年），多年平均降雪天數(shù)18.5 d。

2　確定起調(diào)水位

根據(jù)抗暴雨能力計(jì)算實(shí)際情況需要，各型水庫起調(diào)水位選取均從死水位開始，選取汛限水位、設(shè)計(jì)水位、校核水位及部分整米數(shù)水位。

結(jié)合實(shí)際，烏金塘水庫死水位為75.90 m，汛限水位為86.95 m，設(shè)計(jì)水位為91.93 m，校核水位為97.56 m。

3　抗暴雨能力分析

在現(xiàn)有水庫洪水預(yù)報(bào)方案的基礎(chǔ)上，分析在流域包氣帶蓄水量飽和、半飽和條件下水庫的抗暴雨能力，根據(jù)預(yù)設(shè)的水庫起調(diào)水位及運(yùn)用過程中允許的上限水位（校核洪水位等），并結(jié)合水庫水位—蓄水量關(guān)系，計(jì)算不同起調(diào)水位下還能容納的水量。

根據(jù)入庫洪水預(yù)報(bào)方案，結(jié)合降雨徑流關(guān)系線，將不同起調(diào)水位下還能容納的蓄水量換算為上游集水區(qū)的面降水量（流域包氣帶含水量按飽和、半飽和兩個(gè)等級），即計(jì)算水庫不同起調(diào)水位下的抗暴雨能力，見公式1，2。

式中：R——空余庫容折算徑流深，mm；W總——水庫總庫容，m3；WZ——各起調(diào)水位相應(yīng)庫容，m3；A——水庫集水面積，km2；

式中：P允——允許最大降雨量，mm；P+Pa——降雨量加前期影響雨量，mm；Im——流域最大損失量，mm；

研究的烏金塘水庫死水位為75.90 m，汛限水位為86.95 m，設(shè)計(jì)水位為91.93 m，校核水位為97.56 m，結(jié)合水庫水位—蓄水量關(guān)系，計(jì)算在水庫不放水情況下各特征水位及整數(shù)水位起調(diào)下還能容納的水量。各起調(diào)水位下還能容納的水量，見表1。如若水庫放水，則應(yīng)將所得各起調(diào)水位下還能容納的水量與水庫放水量相加，求得在水庫放水條件下所能容納的最大水量。

表1　各起調(diào)水位下還可容納水量

根據(jù)表1計(jì)算，死水位75.90 m還能容納水量(空余庫容)為28 385萬m3，折算徑流深=空余庫容/面積×10，即R=W/S×10=28 385/925.2×10= 306.8 mm，根據(jù)降雨徑流關(guān)系線查得P+Pa=484，Im= 160 mm，土壤半飽和時(shí)允許最大降雨量=降雨量加前期影響雨量－Im/2，即P允(Im/2)=(P+Pa)－Im/2= 484-80=404 mm，土壤飽和時(shí)允許最大降雨量=降雨量加前期影響雨量－Im，即P允(Im)=(P+Pa)－Im= 484-160=324 mm。以此方法計(jì)算其他水位下允許最大降雨量?？贡┯昴芰Ψ治霰?，見表2，抗暴雨能力分析圖，見圖1。

根據(jù)烏金塘水庫抗暴雨能力分析表和抗暴雨能力圖，可查詢在各水位下、流域蓄水飽和或半飽和情況下，烏金塘水庫所能容納的最大蓄水量。以遼寧葫蘆島有統(tǒng)計(jì)以來12 803次洪水過程為例，降雨開始時(shí)庫水位為86.18 m，根據(jù)計(jì)算所得的烏金塘水庫抗暴雨能力分析表和抗暴雨能力圖可知，此時(shí)水庫還能容納最大降雨量為248 mm。

表2　烏金塘水庫抗暴雨能力分析表（Im=160 mm）

圖1　烏金塘水庫抗暴雨能力分析圖

4　結(jié)語

目前，隨著全球極端天氣頻發(fā)，對水庫進(jìn)行必要的除險(xiǎn)加固的同時(shí)，要加大非工程減災(zāi)措施，水庫調(diào)度直接影響著水庫的安全及下游百姓的生命財(cái)產(chǎn)安全，通過對葫蘆島市烏金塘水庫各整數(shù)水位及特征水位下水庫還能容納的最大降雨量進(jìn)行計(jì)算分析，在闡述計(jì)算原理及方法的同時(shí)，也為其他水庫探索一條非工程減災(zāi)措施可對水庫調(diào)洪起到預(yù)警作用，減少暴雨洪水產(chǎn)生的災(zāi)害，為水庫洪水資源化奠定基礎(chǔ)。

［參考文獻(xiàn)］

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［2］劉慶緒.中小型水庫防洪能力的圖解方法［J］.江西水利科技，1991（03）.

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［4］劉招.水庫的洪水資源化理論和方法研究［D］.西安理工大學(xué)，2008.

［中圖分類號］TV122+.1

［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A

［文章編號］1002－0624（2016）03－0040－03

[收稿日期]2015-09-16