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        談降雨對漿水泉水庫設(shè)計洪水計算的影響

        2019-03-06 07:30:24宋蘇林劉莉莉郝曉輝
        山東水利 2019年12期
        關(guān)鍵詞:歷下區(qū)漿水洪峰流量

        宋蘇林,劉莉莉,郝曉輝

        (1.濟南市水文局,山東 濟南 250014;2.山東省水利科學(xué)研究院,山東 濟南 250014)

        漿水泉水庫位于濟南市歷下區(qū)南部回龍山與老虎山之間,濟南市歷下區(qū)姚家辦事處漿水泉村南200 m處,全福河上游屬小清河水系。水庫于1965年興建,1976年完工交付使用。該水庫流域面積7 km2,興利庫容80.18萬m3,總庫容105萬m3,為?。?)型水庫。2005年3月至2006年5月,對該水庫進行除險加固,主要內(nèi)容為大壩加固及交通橋工程。2010年6月至11月對主壩體進行了壩前防滲處理,庫區(qū)清淤90萬m3?,F(xiàn)狀水庫大壩為漿砌石重力壩,壩頂長140 m,頂寬6 m,壩頂高程193.71 m,最大壩高32.31 m,壩頂設(shè)有溢流口,底寬40 m,溢流堰頂高程191.0 m。

        1 水文氣象

        濟南市地處華北中緯度地帶,屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。光熱資源較豐富,多年日照時數(shù)在2 620~2 690 h,無霜期190~215 d,多年平均氣溫14.30℃,最熱月7月,平均27.4~26.8℃,極端最高溫43.7℃。最冷月1月,平均氣溫-3.2~-1.4℃,極端低溫-24.5℃。

        濟南市多年平均降水總量638 mm,總的分布趨勢是南部多于北部,中部大于東西兩端。南部中低山區(qū)年均降水為700~750 mm,中部丘陵山區(qū)年均降水為600~700 mm,北部平原區(qū)年均降水為550~600 mm,年際間變化大。因受季風(fēng)影響,季節(jié)之間的降水量極不均勻。春季3~5月,降水量只有75 mm,占年降水量的12.6%。汛期6~9月,平均降水量467 mm,占年降水量的75.7%。秋季10~11月,降水量50 mm,占年降水量的8.1%。冬季12~2月,降水量22.2 mm,僅占年降水量的3.6%。

        2 防洪標(biāo)準

        漿水泉水庫流域面積7.0 km2,屬于全福河流域,集雨區(qū)干流長度2.89 km,坡度0.017;水庫設(shè)計洪水標(biāo)準為50年一遇,校核洪水標(biāo)準為500年一遇,興利庫容80.18萬m3,總庫容105萬m3。正常蓄水位191.00 m,設(shè)計洪水位192.12 m,校核洪水位192.26 m。

        防洪標(biāo)準復(fù)核按照《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準》(SL252-2017)、《防洪標(biāo)準》(GB50201-2014)的規(guī)定。本次評價水庫總庫容105萬m3,工程等別為Ⅳ等,其主要建筑物級別為4級,漿水泉水庫位于濟南市歷下區(qū),位置較為重要,復(fù)核時洪水標(biāo)準采用50年一遇設(shè)計,500年一遇校核。

        3 設(shè)計洪水計算

        漿水泉水庫流域內(nèi)無實測徑流資料,本文采用《山東省小型水庫洪水核算辦法》通過雨量資料推求設(shè)計洪水。

        3.1 流域特征參數(shù)計算

        流域特征參數(shù)按下式計算:

        式中:K為流域綜合特征參數(shù);L為主河道長度,2.89 km;J為河道比降,0.017;F 為流域面積,7 km2。經(jīng)計算,流域綜合特征參數(shù)K=5.16。

        3.2 設(shè)計面雨量

        本文采用實測暴雨資料和查表法求得設(shè)計面雨量,流域附近有興隆、東梧等雨量站。根據(jù)《山東省小型水庫洪水核算辦法》(試行)中的附表1“山東省小型水庫所在縣凈雨統(tǒng)計參數(shù)表”可查取濟南市歷下區(qū)24 h最大雨量均值和CV值。查表可知,濟南市歷下區(qū)24 h最大雨量均值為95 mm,CV值為0.59。

        本文采用興隆雨量站1976—2016年41年、東梧雨量站1965—2016年51年最大24 h點雨量系列資料,采用P-Ⅲ型曲線對雨量資料進行頻率分析。經(jīng)適線分析可知,興隆雨量站歷年24 h點暴雨均值為 94.74 mm,Cv=0.46,Cs=3.5Cv,本流域24 h暴雨點面換算系數(shù)為1,多年平均最大24 h面雨量為94.74 mm;東梧雨量站歷年24 h點暴雨均值為 87.42 mm,Cv=0.46,Cs=3.5Cv,本流域24 h暴雨點面換算系數(shù)為1,多年平均最大24 h面雨量為87.42 mm。查P-Ⅲ型曲線模比系數(shù)Kp表,得各設(shè)計頻率的Kp值,相應(yīng)設(shè)計頻率面暴雨量為 H24h=Kp×H24h。

        漿水泉水庫流域50年一遇和500年一遇的流域最大24 h暴雨設(shè)計面雨量見表1。

        表1 漿水泉水庫設(shè)計面雨量表 mm

        3.3 單位面積最大洪峰流量的計算

        根據(jù)流域特征綜合參數(shù)K和設(shè)計頻率降雨量H24h,按工程地點所在位置和流域坡度,土壤土質(zhì)、植被等情況,查用泰沂山北區(qū)qm~H24h~K關(guān)系曲線,得出設(shè)計頻率單位面積洪峰流量模數(shù)qm,計算結(jié)果見表2。

        3.4 最大洪峰流量的計算

        式中:Qm為最大洪峰流量,m3/s;qm為單位面積最大洪峰流量,m3/(s·km2);F為流域面積,7 km2。最大洪峰流量計算成果見表2。

        表2 最大洪峰流量計算成果表

        4 結(jié)語

        通過以上設(shè)計洪水計算成果可看出:由查表法查得雨量推求的小型水庫設(shè)計洪水偏大,50年一遇的設(shè)計洪水較實測雨量資料推求的設(shè)計洪水偏大13%~20%;500年一遇的設(shè)計洪水較實測雨量資料推求的設(shè)計洪水偏大50%左右。

        由此可見:雨量資料的選取直接影響小型水庫設(shè)計洪水成果的大小,設(shè)計洪水成果的大小直接影響水庫調(diào)洪結(jié)果、特征水位的確定等?!渡綎|省小型水庫洪水核算辦法》(試行)中的附表中的降雨資料每個縣(區(qū))24 h年最大降雨和CV是同一個數(shù)值,不能很好地反映每個小水庫流域的實際降雨情況,附表中統(tǒng)計的資料也沒有實測降雨資料更新統(tǒng)計的及時。為了更有參考性地推算小型水庫的設(shè)計洪水,推薦采用水庫流域內(nèi)或者附近流域的是測雨量資料進行洪水計算。這樣可以為水庫下一步的調(diào)洪計算,特征水位的核定提供更具參考價值的依據(jù)。

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