□（營(yíng)口市水利勘測(cè)建筑設(shè)計(jì)院）

小（2）型水庫(kù)無(wú)資料地區(qū)設(shè)計(jì)洪水及調(diào)洪計(jì)算方法的應(yīng)用

□董明玥（營(yíng)口市水利勘測(cè)建筑設(shè)計(jì)院）

遼寧省?。?）型水庫(kù)所在地區(qū)一般沒(méi)有水文氣象資料，設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算方法大多采用無(wú)資料地區(qū)設(shè)計(jì)洪水方法計(jì)算，文章以高士溝水庫(kù)為實(shí)例，高士溝水庫(kù)位于大石橋市湯池鎮(zhèn)高士溝村東的二道河。通過(guò)對(duì)高士溝水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水及調(diào)洪的推求為其他相關(guān)工程提供參考。

小型水庫(kù)；無(wú)資料；設(shè)計(jì)洪水；調(diào)洪

1 工程概況

高士溝水庫(kù)是一座以灌溉為主綜合效益的小（2）型水庫(kù)。壩址以上流域控制面積1.06 km2，河長(zhǎng)1.12 km，河道比降99.11‰。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200 a。

2 暴雨洪水特性

水庫(kù)所在流域位于大石橋東部地區(qū)，暴雨成因主要是由于西方或西北方移來(lái)的冷空氣和東南方來(lái)的太平洋暖濕空氣的交綏作用而產(chǎn)生。流域暴雨多集中在7-8月，大暴雨持續(xù)時(shí)間一般1-2 d。

3 設(shè)計(jì)暴雨、洪水計(jì)算

3.1 設(shè)計(jì)面雨量計(jì)算

本次主要依據(jù)《遼寧省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》進(jìn)行設(shè)計(jì)暴雨、洪水計(jì)算。設(shè)計(jì)面雨量為各時(shí)段暴雨的均值與模比系數(shù)、折減系數(shù)的乘積。該地區(qū)水文分區(qū)為Ⅳ區(qū)，各時(shí)段暴雨的均值和變差系數(shù)Cv由各時(shí)段暴雨均值等值線圖和暴雨變差系數(shù)等值線圖查得。模比系數(shù)、折減系數(shù)由附表查得，計(jì)算成果見表1。

表1 不同頻率設(shè)計(jì)暴雨成果表

3.2 設(shè)計(jì)洪峰流量Qp與24 h洪量W24計(jì)算

下面公式中t為匯流歷時(shí)，由壩址以上河道長(zhǎng)度與河道平均坡度及匯流參數(shù)求得，P10p、P1p與Ptp分別為10 min、1 h和t歷時(shí)的設(shè)計(jì)面雨量，mm；式ip為暴雨強(qiáng)度，mm；F為流域面積，km2；ψp、α72p、α（72-24）p分別為洪峰徑流系數(shù)、72 h洪量徑流系數(shù)、72 h減24 h洪量徑流系數(shù)，按不同水文分區(qū)及頻率由《計(jì)算方法》附表查得。

由于t歷時(shí)＜1h洪峰流量采用計(jì)算公式如下：

不同頻率設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果見表2。

表2 不同頻率設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表

3.3 設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的計(jì)算

流域洪水主要由暴雨產(chǎn)生，一次洪水過(guò)程大部分在1d之內(nèi)，其洪水過(guò)程線多為單峰型。由于rP＜0.05，采用以設(shè)計(jì)洪峰QP為最大流量，以T為洪水歷時(shí)的簡(jiǎn)化三角形過(guò)程線。

計(jì)算公式如下：

式中：W調(diào)P為參與調(diào)洪的洪量，T為洪水歷時(shí)，rP為過(guò)程線形狀系數(shù)。

不同頻率設(shè)計(jì)洪水過(guò)程成果見表3。

表3 不同頻率設(shè)計(jì)洪水過(guò)程成果表

4 調(diào)洪計(jì)算

高士溝水庫(kù)溢洪道位于大壩右岸岸邊，屬于寬淺式溢洪道，由進(jìn)口平底槽段、陡槽段、跌水段、海漫段組成。水庫(kù)防洪限制水位為207.15 m，溢洪道進(jìn)口平底槽段（樁號(hào)為0+000～0+023.5）長(zhǎng)23.50 m，寬9 m，高程為207.15 m。當(dāng)汛期來(lái)水超過(guò)207.15 m時(shí)，溢洪道全斷面泄洪，輸水洞不參與調(diào)洪演算。

4.1 寬淺式溢洪道進(jìn)口的水力計(jì)算

對(duì)于進(jìn)口為棱柱體的平底槽，當(dāng)2.50 m＜δ/H＜10 m（δ為棱柱體平底槽的長(zhǎng)度，H為堰上水頭）時(shí)進(jìn)口水流為寬頂堰水流，溢洪道水位流量關(guān)系按寬頂堰泄流能力公式計(jì)算。當(dāng)δ/ H＞10時(shí)可采用試算法來(lái)計(jì)算水位流量關(guān)系。設(shè)一流量Q，然后根據(jù)溢洪道0+023.5處的臨界水深hk向上游推算水面線得到進(jìn)口段面0+000處的水深hs，繼根據(jù)寬頂堰淹沒(méi)流的公式得到Q，若該值與原假設(shè)的流量Q值相一致則為所求。

分段求和法公式：

式中：ΔL－流段的長(zhǎng)度；J－流段的平均水力坡度。水位流量關(guān)系見表4。

表4 水位流量關(guān)系表

寬頂堰公式：

根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL253-2000的寬頂堰流公式計(jì)算：

式中：Q—流量，m3/s；B—溢流堰總凈寬，本工程為9 m；H0—計(jì)入行進(jìn)流速水頭的堰上總水頭，m；g—重力加速度，g=9.80m/s2；m—流量系數(shù)；ε—閘墩側(cè)收縮系數(shù)；σ—淹沒(méi)系數(shù)。

寬頂堰水位流量關(guān)系見表5。

表5 寬頂堰水位流量關(guān)系表

4.2 調(diào)洪計(jì)算

本次調(diào)洪計(jì)算防洪限制水位為207.15 m，作為起調(diào)水位。根據(jù)計(jì)算出的不同頻率下參與調(diào)洪洪量W調(diào)p，推算出各頻率洪水所對(duì)應(yīng)的庫(kù)容、最大泄量。計(jì)算公式為：

其中qm為一定頻率的調(diào)洪出流量，m3/s；V防為防洪庫(kù)容，萬(wàn)m3。水位庫(kù)容關(guān)系曲線見圖1。

圖1 水位庫(kù)容關(guān)系曲線圖

高士溝水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果見表6。

表6 水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算參數(shù)及成果表

5 結(jié)論

經(jīng)計(jì)算高士溝水庫(kù)正常高水位為207.15 m，相應(yīng)庫(kù)容為10.57萬(wàn)m3；設(shè)計(jì)洪水位為208.68 m，相應(yīng)庫(kù)容為14.14萬(wàn)m3；校，相應(yīng)庫(kù)容為16.38萬(wàn)m3。

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：1673-8853（2017）01-0017-02

2016-11-08

（編輯：左英勇）

董明玥（1984-），女，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)方面工作。