拓筱楊

（新疆昌吉方匯水電設(shè)計(jì)有限公司，新疆 昌吉 831100）

1 工程概況

中葛根河流域位于奇臺(tái)縣以南的博格達(dá)山東段北麓，準(zhǔn)噶爾盆地東南緣，東西寬約9.3 km，南北長(zhǎng)62.6 km，流域總面積582 km2，河道多年平均徑流量為8460×104m3。中葛根水庫(kù)恰好位于南部山區(qū)的末端，控制了中葛根河山區(qū)整個(gè)集水面積207.4 km2，是本流域施行徑流調(diào)節(jié)的最佳位置。中葛根水庫(kù)是以灌溉為主、兼顧防洪、發(fā)電的中型水利樞紐工程，設(shè)計(jì)總庫(kù)容1364.84×104m3，興利庫(kù)容 1229.9×104m3，可使本流域 16.51 萬(wàn)畝土地的灌溉條件得到保證，到2020年，可增加有效灌溉面積4.31萬(wàn)畝。水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，春、夏季洪峰流量分別為86.1 m3/s和231 m3/s；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇，春、夏季洪峰流量分別為150 m3/s和493 m3/s；導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為夏季10年一遇，洪峰流量108 m3/s；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為夏季20年一遇，最大洪峰流量為159 m3/s。

2 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水復(fù)核

對(duì)水庫(kù)工程安全鑒定，開展相應(yīng)的除險(xiǎn)加固相關(guān)設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行水文復(fù)核，其主要內(nèi)容為：水庫(kù)工程所在地水文、氣象相關(guān)資料的補(bǔ)充收集；水庫(kù)運(yùn)行相應(yīng)的實(shí)測(cè)水文相關(guān)資料的利用；水庫(kù)建成后，上游區(qū)域人類活動(dòng)的實(shí)際影響以及水庫(kù)大壩現(xiàn)狀；水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水復(fù)核的分析和計(jì)算；水庫(kù)相應(yīng)的調(diào)洪計(jì)算以及水庫(kù)大壩實(shí)際具備的抗洪能力評(píng)價(jià)。水文復(fù)核將為水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水提供具有較強(qiáng)參考性的基礎(chǔ)依據(jù)[1]。

2.1 基本資料的搜集、整理及復(fù)核

水庫(kù)工程基本資料，對(duì)水庫(kù)工程水文狀況分析計(jì)算以及復(fù)核發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。遵循相關(guān)規(guī)范的具體要求，并結(jié)合設(shè)計(jì)洪水相應(yīng)的計(jì)算要求，對(duì)水庫(kù)工程所在地流域地理狀況、河道特征、洪水以及水土保護(hù)等相關(guān)資料進(jìn)行廣泛收集和系統(tǒng)整理。充分利用暴雨洪水相關(guān)實(shí)測(cè)資料，強(qiáng)化對(duì)相關(guān)歷史資料的有效運(yùn)用。對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行安全鑒定，并開展除險(xiǎn)加固相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)水庫(kù)工程在原設(shè)計(jì)階段所參照的各類原始數(shù)據(jù)以及相關(guān)成果進(jìn)行搜集，對(duì)水庫(kù)運(yùn)行期間各類新增的水文資料、氣象資料以及流域變更等狀況進(jìn)行高度重視和有效應(yīng)用。為有效保障水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水呈現(xiàn)出較高精度，要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)暴雨洪水以及流域狀況資料進(jìn)行嚴(yán)格檢查和科學(xué)評(píng)價(jià)，重點(diǎn)對(duì)暴雨洪水相關(guān)資料實(shí)施有效復(fù)核。在此過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效改正各類嚴(yán)重影響計(jì)算成果的問題以及相關(guān)系統(tǒng)性問題[2]。

2.2 復(fù)核計(jì)算方法選擇

基于水庫(kù)所在地流域地理狀況和相關(guān)水文資料，主要采用三種方法對(duì)設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行復(fù)核。

（1）借助相關(guān)流量資料，對(duì)設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行科學(xué)推求。當(dāng)水庫(kù)壩址以及水庫(kù)上下游區(qū)域附近地點(diǎn)具備超過(guò)30年的洪水流量實(shí)測(cè)資料以及插補(bǔ)延長(zhǎng)資料，且具備調(diào)查歷史洪水，可直接借助相關(guān)流量資料，進(jìn)行頻率分析，對(duì)水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行科學(xué)推求。當(dāng)水庫(kù)工程具有較長(zhǎng)的運(yùn)行期，且運(yùn)行期間相應(yīng)的水文資料具有全面性和可靠性時(shí)，可將水庫(kù)運(yùn)行相關(guān)資料作為依據(jù)，對(duì)歷年入庫(kù)洪水的具體過(guò)程進(jìn)行還原，直接實(shí)現(xiàn)對(duì)入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水的準(zhǔn)確計(jì)算。

（2）當(dāng)水庫(kù)工程所在流域缺乏洪水流量的實(shí)測(cè)資料，且水庫(kù)運(yùn)行期間相應(yīng)的觀測(cè)資料難以為設(shè)計(jì)洪水計(jì)算提供充分依據(jù)，但水庫(kù)工程所在地區(qū)具備超過(guò)30年的雨量實(shí)測(cè)資料以及插補(bǔ)延長(zhǎng)資料時(shí)，可對(duì)相關(guān)雨量資料進(jìn)行利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)洪水的合理推求。

（3）當(dāng)水庫(kù)工程所在地區(qū)缺乏相關(guān)流量資料，且不具備暴雨相應(yīng)資料時(shí)，可采用地區(qū)綜合法對(duì)設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行估算，也可采用本省所審定的《暴雨洪水圖集》推薦的相應(yīng)方法進(jìn)。應(yīng)用地區(qū)綜合法要對(duì)設(shè)計(jì)流域特性呈現(xiàn)出的差異性進(jìn)行考慮，并盡量利用近期大暴雨洪水相關(guān)資料進(jìn)行有效檢驗(yàn)[3]。

在中葛根水庫(kù)工程中，主要根據(jù)暴雨相關(guān)資料對(duì)設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行推求，采用降雨徑流相關(guān)曲線法計(jì)算產(chǎn)流，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)單位曲線法求得匯流。同時(shí)，依據(jù)庫(kù)水位以及入庫(kù)洪水對(duì)洪峰流量實(shí)測(cè)資料反推，進(jìn)行洪水還原。

2.3 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水復(fù)核

2.3.1 基本資料的選取和甄別

基本資料對(duì)水文計(jì)算以及復(fù)核發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，故需要對(duì)相關(guān)基本資料進(jìn)行科學(xué)選取和合理甄別。

（1）充分利用暴雨洪水實(shí)測(cè)資料，強(qiáng)化對(duì)歷史洪水相關(guān)資料的高效應(yīng)用。

（2）高度重視水庫(kù)運(yùn)行期間以及后續(xù)新增的各類水文氣象相關(guān)資料，有效保障資料呈現(xiàn)出良好的一致性以及連續(xù)性。

（3）對(duì)各類相關(guān)基本資料進(jìn)行科學(xué)選取和合理甄別，有效保障基本資料的可靠性，促進(jìn)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算實(shí)際精度的大幅度提高。

2.3.2 水文資料的一致性

嚴(yán)格復(fù)核各項(xiàng)水文資料，有效保障水文資料呈現(xiàn)出良好的一致性，進(jìn)而確保設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的精確性。為有效增強(qiáng)成果的合理性和可靠性，需要對(duì)洪水系列進(jìn)行還原，使之具有一致性?？缮钊肟疾焖畮?kù)工程影響因素的具體特點(diǎn)，結(jié)合水庫(kù)工程設(shè)計(jì)的要求，對(duì)“還原”或者“還現(xiàn)”進(jìn)行選擇，“還原”是指將洪水系列實(shí)現(xiàn)對(duì)天然狀況的還原，“還現(xiàn)”是指將洪水系列實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)狀的統(tǒng)一[5]。

2.3.3 對(duì)上游工程的調(diào)蓄影響

對(duì)河流實(shí)施梯級(jí)開發(fā)，河流上游相應(yīng)的梯級(jí)水庫(kù)調(diào)蓄顯著影響下游洪水。當(dāng)設(shè)計(jì)水庫(kù)上游存在較大水庫(kù)以及泄洪工程等具備較強(qiáng)的調(diào)蓄功能時(shí)，工程調(diào)節(jié)后相應(yīng)的下泄流量過(guò)程相對(duì)于設(shè)計(jì)水庫(kù)相應(yīng)的天然洪水過(guò)程呈現(xiàn)出相對(duì)較小的洪峰和時(shí)段洪量，且峰現(xiàn)時(shí)間相對(duì)延后。對(duì)除險(xiǎn)加固水庫(kù)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水復(fù)核，需要考慮對(duì)上游工程的調(diào)蓄影響[6]。

2.3.4 壩址洪水與入庫(kù)洪水的區(qū)別

由于水庫(kù)實(shí)際地形條件存在差異性，壩址設(shè)計(jì)洪水與入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水二者呈現(xiàn)出一定的差異性。在特殊情況下，選用入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水作為設(shè)計(jì)依據(jù)。在進(jìn)行水文復(fù)核計(jì)算時(shí)，選擇壩址洪水或者入庫(kù)洪水需要深入考察二者呈現(xiàn)的差別大小，并遵循水庫(kù)調(diào)洪相關(guān)原則進(jìn)行選擇。

3 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果的合理性分析

對(duì)水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果進(jìn)行合理性分析，主要包括三方面內(nèi)容。

（1） 對(duì)水庫(kù)工程設(shè)計(jì)洪水相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪峰流量和各個(gè)時(shí)段具體洪量成果以及相關(guān)參數(shù)呈現(xiàn)的合理性進(jìn)行檢查。

（2）開展地區(qū)性綜合檢查，主要檢查方式有：①當(dāng)水庫(kù)工程所在流域存在較多的內(nèi)測(cè)站或者已建工程時(shí)，應(yīng)對(duì)流域上下游相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水成果以及相關(guān)參數(shù)呈現(xiàn)出的合理性進(jìn)行檢查；②水庫(kù)工程所在流域不具備對(duì)上下游相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水成果以及相關(guān)參數(shù)呈現(xiàn)出合理性實(shí)施檢驗(yàn)的條件時(shí)，可選擇具有相似暴雨和流域特性的流域，對(duì)設(shè)計(jì)洪水相關(guān)參數(shù)呈現(xiàn)的地區(qū)合理性實(shí)施檢查；③選擇類型相同的水利工程相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水成果以及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)。地區(qū)性綜合檢查要重點(diǎn)對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)呈現(xiàn)出的地區(qū)綜合規(guī)律進(jìn)行檢查，并對(duì)頻率相同的設(shè)計(jì)洪峰相應(yīng)的模數(shù)呈現(xiàn)的地區(qū)分布具體規(guī)律進(jìn)行檢查。當(dāng)設(shè)計(jì)洪水相關(guān)參數(shù)與實(shí)際成果有悖于一般性的地區(qū)分布規(guī)律時(shí)，要對(duì)具體原因進(jìn)行分析，最終科學(xué)合理地確定設(shè)計(jì)洪水成果[4]。

（3）對(duì)比檢查水庫(kù)工程各個(gè)階段相應(yīng)的設(shè)計(jì)成果呈現(xiàn)的合理性。對(duì)各個(gè)階段相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行比較，對(duì)最終確定采用成果發(fā)揮著重要作用。在計(jì)算過(guò)程中，采用的資料及方法存在一定的差異性，難免造成設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果與相應(yīng)階段成果呈現(xiàn)出一定的差異性。對(duì)各階段相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水存在的差異原因進(jìn)行分析，并對(duì)各階段相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。

結(jié)合水庫(kù)實(shí)況和洪水復(fù)核三方面內(nèi)容的綜合分析，確定新疆中葛根水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水復(fù)核科學(xué)有效，為工程長(zhǎng)期運(yùn)用提供有力的支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合新疆中葛根水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水復(fù)核實(shí)例，通過(guò)工程基本資料搜集、整理和復(fù)核，選擇具體復(fù)核計(jì)算方法，確定在復(fù)核過(guò)程中需要注意的問題，主要有基本資料進(jìn)行科學(xué)的選取和合理甄別、水文資料呈現(xiàn)出良好的一致性、對(duì)上游工程的調(diào)蓄影響等，并分析新疆中葛根水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水復(fù)核的合理性。