皮春冶 林海濤 趙 鷹

上海電力設(shè)計院有限公司

0 分析背景

依據(jù)《電力工程水文技術(shù)規(guī)程》（DL/T5084-2012）, 當電力工程位于水庫、水閘下游，應(yīng)分別按下列情況計算設(shè)計洪水：

若區(qū)間無較大支流匯入，且流域面積增加不大于3%，可直接采用與所需設(shè)計洪水同頻率的水庫、水閘下泄流量推算工程點設(shè)計洪水位；若區(qū)間流量較大，且距水庫、水閘較遠時，應(yīng)考慮區(qū)間來水和河槽調(diào)蓄對水庫下泄流量的影響，據(jù)此推算出與所需設(shè)計洪水同頻率的設(shè)計洪水流量和設(shè)計洪水位。

當上游水庫、水閘潰壩對電力工程有影響時，水庫、水閘防洪標準中校核標準應(yīng)高于電力工程防洪標準一個或一個以上等級，否則應(yīng)計算水庫潰壩洪水。防洪標準等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《防洪標準》GB 50201的規(guī)定。

根據(jù)《電力工程水文技術(shù)規(guī)程》（DL/T5084-2012）規(guī)程的要求，可見計算水庫出口的洪峰流量，對電力工程的影響較大，本文從以下幾方面對受水庫影響的水庫出口設(shè)計洪峰流量計算進行分析說明。

1 收集資料

②當不需要考慮水庫、水閘對電力工程潰壩影響時，即水庫、水閘的設(shè)計標準不低于電力工程的設(shè)計標準，水庫、水閘的下泄流量與電力工程不一致時，水庫出口設(shè)計洪峰流量的計算需要根據(jù)收集到的水庫調(diào)洪演算曲線、水庫水位—庫容曲線、起調(diào)水位、下游水位—下泄量曲線等資料進行計算。

③當水庫、水閘的校核標準低于電力工程的設(shè)計標準時，應(yīng)當按照水庫、水閘的庫容等資料進行潰壩洪水計算，作為電力工程受水庫影響的水庫出口設(shè)計洪峰流量。

④當水庫、水閘的設(shè)計標準低于電力工程的設(shè)計標準，水庫、水閘的校核標準不低于電力工程的設(shè)計標準時，水庫出口設(shè)計洪峰流量的計算需要根據(jù)收集到的水庫調(diào)洪演算曲線、水庫水位—庫容曲線、起調(diào)水位、下游水位—下泄量曲線等資料進行計算。

通過分析上游水庫、水閘的設(shè)計資料，即可根據(jù)以上的幾種情形，計算水庫出口設(shè)計洪峰流量。出現(xiàn)情況①可以直接使用資料結(jié)果、出現(xiàn)情況③需要根據(jù)相關(guān)潰壩洪水的經(jīng)驗公式計算、出現(xiàn)情況②和④需要根據(jù)收集到的水庫資料進行計算。由于情況①經(jīng)常遇到，取值比較簡單，情況③的計算比較簡單，本文主要分析情況②和情況④下的計算。

當上游水庫、水閘對電力工程有影響時，首先應(yīng)當收集資料進行分析確認，主要收集的水庫、水閘資料包括水庫、水閘的設(shè)計標準、校核標準，設(shè)計下泄流量、校核下泄流量，水庫、水閘的運行方式等。

2 分析資料

通過收集到的上游水庫、水閘資料初步判斷是否需要進行潰壩影響分析。具體分為以下幾種情況：

①當不需要考慮水庫、水閘對電力工程潰壩影響時，即水庫、水閘的設(shè)計標準不低于電力工程的設(shè)計標準，水庫、水閘的下泄流量與電力工程一致時，水庫、水閘下泄流量即為電力工程受水庫影響的水庫出口設(shè)計洪峰流量。

3 利用水庫資料計算水庫出口洪峰流量

當不需要考慮水庫、水閘對電力工程潰壩影響時，即：水庫、水閘的設(shè)計標準不低于電力工程的設(shè)計標準，水庫、水閘的下泄流量與電力工程不一致時，水庫出口設(shè)計洪峰流量的計算需要根據(jù)收集到的水庫調(diào)洪演算曲線、水庫水位—庫容曲線、起調(diào)水位、下游水位—下泄量曲線等資料進行計算。

當水庫、水閘的設(shè)計標準低于電力工程的設(shè)計標準。水庫、水閘的校核標準不低于電力工程的設(shè)計標準時，水庫出口設(shè)計洪峰流量的計算需要根據(jù)收集到的水庫調(diào)洪演算曲線、水庫水位—庫容曲線、起調(diào)水位、下游水位—下泄量曲線等資料進行計算。

通過收集到水庫、水閘資料進行計算，資料包括水庫調(diào)洪演算曲線、水庫水位—庫容曲線、起調(diào)水位、下游水位—下泄量曲線等。

首先利用水庫、水閘降雨資料、水庫、水閘流域匯水面積等水文情勢資料，計算得到水庫、水閘處與電力工程設(shè)計標準一致的洪峰流量。具體的計算方法有地區(qū)經(jīng)驗公式法、水科院法、水文比擬法等。利用以上幾種計算方法，結(jié)合實際的水文情勢，進行綜合分析比較，最終確定符合實際滿足設(shè)計標準的洪峰流量。

根據(jù)收集到的水庫、水閘的水位—庫容曲線、水庫—下泄曲線、進行水庫、水閘調(diào)洪演算計算，將水庫、水閘的起調(diào)水位代入水庫、水閘水位—庫容曲線，將計算得到的設(shè)計洪峰流量作為入庫洪水進行計算。

最后進行水庫、水閘調(diào)洪演算計算，可以計算出水庫、水閘在電力工程設(shè)計標準的設(shè)計洪峰流量下，水庫、水閘的水位—庫容曲線；根據(jù)水庫、水閘庫容—下泄流量曲線，查到水庫、水閘最高水位下的下泄流量，根據(jù)以上計算過程，可以計算電力工程設(shè)計標準的下泄流量。此計算結(jié)果即為水庫出口設(shè)計洪峰流量。

水庫、水閘調(diào)洪演算的計算是一個復雜的計算過程，每座水庫、水閘的調(diào)洪演算都不盡相同。水庫、水閘調(diào)洪演算過程通過《工程水文氣象分析計算制圖系統(tǒng)（EHP V2．0）》水文氣象軟件實現(xiàn)（該軟件由北京長興視訊科技有限公司開發(fā)）。

4 小結(jié)

本文利用水文計算與水利計算相關(guān)的知識，適用于由于河流水系區(qū)域與資源條件限制，大部分河流水文站的數(shù)量有限或者水文站之間的距離較大，或者水文站的資料不能直接采用上下游水文站對比分析方法的問題。適用于河流水系沒有滿足要求的水文站資料，河流水系存在一定數(shù)量的水庫、水閘，同時電力工程位于水庫、水閘影響范圍。

當水庫、水閘的設(shè)計標準低于電力工程的設(shè)計標準，水庫、水閘的校核標準不低于電力工程的設(shè)計標準時，水庫出口設(shè)計洪峰流量的計算需要根據(jù)收集到的水庫調(diào)洪演算曲線、水庫水位—庫容曲線、起調(diào)水位、下游水位—下泄量曲線等資料進行計算。解決了在水庫、水閘下游電力工程受水庫影響的水庫出口設(shè)計洪峰流量計算問題，是對上下游水文站對比分析方法的一種補充。

當水庫、水閘設(shè)計標準低于電力工程的設(shè)計標準時，常規(guī)的計算方法是計算水庫、水閘潰壩洪水，并將潰壩洪水計算結(jié)果推演至電力工程地點，得到電力工程地點的設(shè)計洪峰流量。由于計算水庫、水閘潰壩洪水多采用經(jīng)驗公式計算，人為影響因素較大，計算精度有限，而計算的結(jié)果往往會特別大，由此計算出的電力工程處設(shè)計洪峰流量結(jié)果偏于安全，增加了工程的投資。

驗證結(jié)果的方法是進行上下游水文站對比分析。但是，由于區(qū)域資料限制，絕大部分流域水文站的數(shù)量不能滿足計算要求。

采用合理的分析與計算方法，可以正確計算與電力工程設(shè)計標準一致的水庫、水閘出口洪峰流量，計算結(jié)果安全、準確，在滿足電力工程的安全要求的同時，也會節(jié)約很大的設(shè)計成本。

例如：計算某百年一遇設(shè)計要求的電力工程上游2 km 處有一水庫，計算水庫的潰壩洪水約為8 000 m3/s，而采用分析計算后，電力工程處設(shè)計標準百年一遇下泄流量僅為500 m3/s。滿足安全要求前提下大幅節(jié)約設(shè)計成本。

通過分析上游水庫、水閘的設(shè)計資料后，可以根據(jù)各種情形，分別計算水庫出口設(shè)計洪峰流量。若區(qū)間無較大支流匯入，且流域面積增加不大于3%，可直接采用與所需設(shè)計洪水同頻率的水庫、水閘下泄流量推算工程點設(shè)計洪水流量和設(shè)計洪水位；若區(qū)間流量較大，且距水庫、水閘較遠，應(yīng)考慮區(qū)間來水和河槽調(diào)蓄對水庫下泄流量的影響，據(jù)此推算出與所需設(shè)計洪水同頻率的設(shè)計洪水流量和設(shè)計洪水位。