朱 輝

(遼寧省農(nóng)村水利建設(shè)管理局，遼寧 沈陽(yáng) 110003)

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清河水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水分析復(fù)核探析

朱 輝

(遼寧省農(nóng)村水利建設(shè)管理局，遼寧 沈陽(yáng) 110003)

清河是遼河左側(cè)一較大支流，流域面積5 252 km2，河長(zhǎng)171 km，比降1.58‰，清河水庫(kù)位于清河干流上。清河水庫(kù)正常蓄水位131 m，死水位109.70 m，具有較大的水頭差?，F(xiàn)狀多年平均水庫(kù)放水流量為4.3×108m3，對(duì)水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水分析校核,可以了解多年一遇水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水情況,能夠充分利用水能資源,確保清河水庫(kù)發(fā)揮最大的綜合效益。

洪水設(shè)計(jì)；復(fù)核；年徑流；清河水庫(kù)

1 河流概況

清河是遼河左側(cè)一較大支流，發(fā)源于遼寧省清原縣哈達(dá)嶺南山，流經(jīng)清原縣、西豐縣和開(kāi)原市，在開(kāi)原市清遼村附近匯入遼河干流，在開(kāi)原市老城鎮(zhèn)附近有較大支寇河匯入。清河流域面積5 253 km2，河長(zhǎng)171 km，比降1.58‰，清河水庫(kù)位于清河干流上，水庫(kù)控制集水面積2 376 km2，占清河總流域面積的45%，壩址以上河長(zhǎng)129.1 km，比降2.03‰，壩址距下游長(zhǎng)大鐵路橋和開(kāi)原縣城約13 km。清河水庫(kù)區(qū)間來(lái)水量4.47×108m3，多年平均流量14.17 m3/s。清河支流寇河上建有南城子水庫(kù)，控制面積625 km2。清河主要站流域特性見(jiàn)表1。

2 年徑流量計(jì)算分析

在《清河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中對(duì)清河水庫(kù)天然年徑流進(jìn)行了復(fù)核。清河水庫(kù)天然年徑流由本站實(shí)測(cè)放流加本站以上工農(nóng)業(yè)用水量、水庫(kù)蓄變量、蒸發(fā)滲漏損失量。清河水庫(kù)年徑流系列采用1956～2015年，其中2000年之前徑流成果采用《清河水庫(kù)輸水二期工程設(shè)計(jì)》階段成果，2001～2015年徑流為還原計(jì)算，2001～2015年工農(nóng)業(yè)用水資料采用調(diào)查成果。

清河水庫(kù)1956～2015年共60年天然徑流系列進(jìn)行保證率計(jì)算，線型采用皮爾遜Ⅲ型，Cs經(jīng)比較采用2Cv。年徑流保證率計(jì)算成果見(jiàn)表2。

表1 清河流域主要控制站流域特性表

表2 清河水庫(kù)年徑流量保證率計(jì)算成果表 106 m3

表3 清河水庫(kù)多年平均年徑流年內(nèi)分配表 %

清河流域位于通江口～鐵嶺段，屬地下水補(bǔ)給地表水地區(qū)，這類(lèi)地區(qū)水量平衡，其徑流主要來(lái)自地表水和地下水補(bǔ)給，該地區(qū)80.6%為山區(qū)，年降雨較多，氣候濕潤(rùn)，植被條件較好，河道沿途蒸發(fā)、滲漏損失較小，通江口～鐵嶺段多年平均徑流深在200 mm左右，徑流系數(shù)0.25～0.35之間。清河水庫(kù)1956～2015年多年平均年徑流5.08億 m3，年徑流深213.8 mm，徑流系數(shù)為0.293。

清河水庫(kù)徑流的豐枯變化較大，清河水庫(kù)最大年徑流13.04億 m3，最小年徑流0.74億 m3，最大是最小年徑流的12.76倍。

清河水庫(kù)徑流年內(nèi)分配極不均勻，從多年平均徑流量年內(nèi)分配看，7、8兩月進(jìn)入汛期，所占比重較大，1、2兩月進(jìn)入枯水期終端，所占比重較小，與年降水量年內(nèi)分配相適應(yīng)。清河水庫(kù)站1956～2015多年平均徑流年內(nèi)分配見(jiàn)表3。

3 設(shè)計(jì)洪水

3.1 水庫(kù)原設(shè)計(jì)洪水

清河水庫(kù)原設(shè)計(jì)洪水來(lái)自1966年遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院完成的《清河水庫(kù)溢洪道技術(shù)設(shè)計(jì)》，洪峰重現(xiàn)期為100 a，1951、1953年分別為100 a的第一、第二位，頻率計(jì)算所用資料共計(jì)23 a(1935～1944，1949～1961年)。

經(jīng)洪水調(diào)查及文獻(xiàn)考證，自1750年以來(lái)，遼河發(fā)生的較大洪水有1886、1951、1953三年，由于當(dāng)時(shí)歷史文獻(xiàn)1750～1856年間資料不全，僅有由遼寧省圖書(shū)館編制的《遼河、大小凌河水系水災(zāi)歷史資料既要》，不好論證1951年洪水為200 a來(lái)第一位，但根據(jù)洪水調(diào)查期可確定是1856年以來(lái)最大，當(dāng)時(shí)為安全計(jì)取1951年為100 a來(lái)第一位，1953年為第二位。

原設(shè)計(jì)洪水只計(jì)算了洪峰、七日洪量，十三日洪量，1953、1951年洪水七日洪量作為1856年以來(lái)第二、三位洪水，即重現(xiàn)期約為50 a、30 a左右。十三日洪量按23年連續(xù)系列計(jì)算。原設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表4。

表4 清河水庫(kù)原設(shè)計(jì)洪水成果表 m3/s；108 m3

3.2 清河水庫(kù)安全鑒定階段設(shè)計(jì)洪水

2015年遼寧省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院在《清河水庫(kù)安全分析綜合評(píng)價(jià)報(bào)告》，對(duì)清河水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行了詳盡的分析計(jì)算，洪水資料延長(zhǎng)到2006年，洪峰重現(xiàn)期處理同于《石佛寺水庫(kù)項(xiàng)目建議書(shū)》階段，即1951、1995、1953年洪峰定為200年第一、第二、第三位，實(shí)測(cè)系列中提出該三年后2005年排在68 a連續(xù)系列的第四位，其前空三位。

三日、七日洪量重現(xiàn)期同于《石佛寺水庫(kù)項(xiàng)目建議書(shū)》階段，即三日、七日洪量1995、1856、1953、1951分別按200 a的前四位處理。十三日洪量仍按連續(xù)系列排位?！栋踩u(píng)價(jià)》增加了最大24 h洪量頻率計(jì)算，24 h洪量參照洪峰重現(xiàn)期，即1995、1953、1951年按200 a第一位、第二位、第三位。清河水庫(kù)調(diào)查期大洪水排位及成果見(jiàn)表5。

表5 清河水庫(kù)調(diào)查期大洪水排位及成果表

《在清河水庫(kù)除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中將《安全評(píng)價(jià)》階段的設(shè)計(jì)洪水成果與以前各階段成果做以比較，見(jiàn)表6?！栋踩u(píng)價(jià)》清河水庫(kù)設(shè)計(jì)洪峰比清河水庫(kù)原設(shè)計(jì)洪峰小10%～15%，設(shè)計(jì)七日洪量比原設(shè)計(jì)小2%～10%。七日洪量與石佛寺水文分析成果相同，但3日洪量比石佛寺水文分析成果大10%～13%，原因是清河水庫(kù)站1986年以后，發(fā)生了1994、1995、2005等幾場(chǎng)較大洪水，以致三日設(shè)計(jì)洪量有所增大?！栋踩u(píng)價(jià)》階段洪水計(jì)算系列較長(zhǎng)，重現(xiàn)期分析合理，適線較好。

3.3 除險(xiǎn)加固采用設(shè)計(jì)洪水

清河水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，將清河水庫(kù)洪水系列延長(zhǎng)到2015年，2007-2015年洪水均為中小洪水，經(jīng)適線，系列延長(zhǎng)后清河設(shè)計(jì)洪水同于《安全評(píng)價(jià)》階段成果。清河水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水采用成果見(jiàn)表6。

表6 清河水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水采用成果表 峰m3/s；量106m3

4 結(jié)語(yǔ)

清河水庫(kù)區(qū)間來(lái)水量4.47×108m3，多年平均流量14.17 m3/s。2040年我省重點(diǎn)輸水工程建成后，清河水庫(kù)設(shè)計(jì)來(lái)水量為本流域來(lái)水和我省重點(diǎn)輸水工程調(diào)入水量，共計(jì)10.43×108m3，屆時(shí)，用于發(fā)電的水量將達(dá)8.47×108m3，多年平均放流量26.86 m3/s。

清河水庫(kù)水電站工程攔河壩500 a一遇設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)洪水位為135.10 m，洪峰流量為7 840 m3/s，10 000 a一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)洪水位為138.06 m，洪峰流量為13 100 m3/s。電站廠房尾水渠下游處20 a一遇設(shè)計(jì)洪水最高水位為96.24 m，洪峰流量300 m3/s；50 a一遇設(shè)計(jì)洪水最高水位為100 m，洪峰流量1 184 m3/s；100 a一遇設(shè)計(jì)洪水最高水位為100.01 m，洪峰流量1 187 m3/s。清河水庫(kù)水電站工程設(shè)計(jì)洪水采用《清河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》設(shè)計(jì)洪水，經(jīng)本次分析復(fù)核，設(shè)計(jì)洪水成果合理。

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2017-08-14

朱輝(1979-)，男，遼寧錦州人，高級(jí)工程師，主要從事農(nóng)村水利工程管理工作。

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