朱大偉

（麻陽苗族自治縣水利局，湖南 麻陽419400）

1 引言

在實(shí)際的水文水利計(jì)算過程中，工作人員需要對(duì)水庫(kù)的基本情況進(jìn)行調(diào)查。在對(duì)較為小型的水庫(kù)進(jìn)行調(diào)查時(shí)，由于基礎(chǔ)資料較為缺乏，水文計(jì)算的大體方向是由設(shè)計(jì)暴雨而得出的各個(gè)頻率下的洪水過程線，工作人員需要根據(jù)實(shí)際測(cè)量所得到的水位、庫(kù)容曲線和洪流建筑物的水位、泄量關(guān)系曲線等數(shù)據(jù)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，最終得出相應(yīng)頻率下的水位，再經(jīng)過壩頂高程復(fù)核計(jì)算得出最終的校核水位和設(shè)計(jì)水位。下面以湖南省懷化市麻陽苗族自治縣通現(xiàn)水庫(kù)為例，闡述小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固中水文水利計(jì)算的基本方法。

2 流域概況

通現(xiàn)水庫(kù)位于麻陽縣和平溪鄉(xiāng)上進(jìn)村，壩址距麻陽縣城25km，水系屬沅水一級(jí)支流辰水一級(jí)支流和平溪，在運(yùn)行過程中屬于一座以灌溉為主、防洪、供水為輔的綜合性小型水利工程。壩址控制集雨面積0.8km2，干流長(zhǎng)度1.1km，干流坡降4.22%。

3 具體計(jì)算內(nèi)容

3.1 洪水標(biāo)準(zhǔn)

由于麻陽大部分水庫(kù)壩型為土石壩，依照SL252—2000《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》和GB50201—1994《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，通現(xiàn)水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇，消能放沖洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為20年一遇。

3.2 暴雨設(shè)計(jì)

暴雨設(shè)計(jì)時(shí)，資料全部采用《湖南省暴雨洪水查算手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》）[1]查算。具體參數(shù)的查算結(jié)果如表1所示。

3.3 洪水設(shè)計(jì)

在洪水設(shè)計(jì)方面，則主要參照了《手冊(cè)》，在水庫(kù)入庫(kù)洪水的地面洪峰流量方面，工作人員主要使用的是推理公式計(jì)算，在地面徑流上利用徑流分配系數(shù)法進(jìn)行推斷，在地下徑流方面則主要使用等腰三角形法進(jìn)行推算。

表1通現(xiàn)水庫(kù)設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算成果表

3.3.1 設(shè)計(jì)洪峰流量及匯流時(shí)間

根據(jù)下列公式計(jì)算地面洪峰流量：

式中，Qm為地面最大洪峰流量，m3/s；F為流域面積，km2；Rt/t為地面徑流強(qiáng)度；t為匯流時(shí)間，h；L為流域干流長(zhǎng)度，km；J為干流平均坡降；m為匯流參數(shù)。

設(shè)計(jì)洪水過程包括了地面流量過程和地下徑流過程。通現(xiàn)水庫(kù)有關(guān)參數(shù)及入庫(kù)洪水過程線計(jì)算成果見表2和表3。

表2通現(xiàn)水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算參數(shù)及成果表

3.3.2 地下徑流的洪峰流量

工作人員仍然參照的是《手冊(cè)》，在方法上選擇三角形法，最終獲取了300年一遇、30年一遇、20年一遇的地下徑流洪峰流量，如表2所示。

3.3.3 入庫(kù)洪水過程線

通現(xiàn)水庫(kù)入庫(kù)洪水過程線由地面徑流過程線與地下徑流過程線疊加而成，其中，地面徑流過程使用的是徑流分配系數(shù)法進(jìn)行推算,地下徑流過程則使用等腰三角形法進(jìn)行推算，有關(guān)參數(shù)如表2所示，入庫(kù)洪水過程線計(jì)算成果如表3所示。

表3通現(xiàn)水庫(kù)入庫(kù)洪水過程線計(jì)算成果表m3/s

3.4 調(diào)洪計(jì)算

工作人員根據(jù)洪水過程線、泄流曲線和庫(kù)容曲線，采取水量平衡公式和試算法對(duì)各頻率設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算。通現(xiàn)水庫(kù)具體調(diào)洪演算成果如表4所示。

表4通現(xiàn)水庫(kù)調(diào)洪演算成果表

3.5 壩頂高程復(fù)核

水庫(kù)在任何情況下，都不應(yīng)出現(xiàn)水流漫溢壩頂?shù)膰?yán)重事故，按照此要求，依照SL274—2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]，嚴(yán)格復(fù)核水庫(kù)的壩頂高程。

4 水文水利計(jì)算中應(yīng)注意的問題

4.1 資料的歸納和整理

在水文水利計(jì)算中，還要注意收集和整理水庫(kù)立項(xiàng)資料、原始設(shè)計(jì)資料、歷年運(yùn)行、加固等資料?？梢酝ㄟ^水庫(kù)的地形圖、實(shí)際勘察測(cè)量資料、自然地理情況確定水庫(kù)的位置、集雨面積、主河道長(zhǎng)、主河道比降。在小型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工程當(dāng)中，會(huì)沿用傳統(tǒng)的水位、面積和庫(kù)容數(shù)據(jù)，如果異常，需要進(jìn)行野外實(shí)地勘測(cè)復(fù)核。

4.2 對(duì)水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察

對(duì)水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察對(duì)水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)尤為重要，通過現(xiàn)場(chǎng)勘察，可以使設(shè)計(jì)方案更加符合工程實(shí)際。由于水庫(kù)情況多變，地形條件相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)勘察中需要重點(diǎn)關(guān)注洪水的來水情況，水庫(kù)引水、調(diào)水情況、主要的水工建筑物如壩體、涵洞、消力井、溢洪道等歷年來的運(yùn)行和管理情況[3]。

4.3 計(jì)算結(jié)果分析

在水文水利計(jì)算中對(duì)于得出的最終結(jié)果，要進(jìn)行合理有效的分析。首先，工作人員需要對(duì)設(shè)計(jì)洪水成果和附近的水庫(kù)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行比較；其次，工作人員需要重視調(diào)洪演算，注意以水文的合理性對(duì)洪水設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行反映；最后，工作人員需要將水位計(jì)算成果和歷年水位情況進(jìn)行比較和分析。水文水利計(jì)算結(jié)果要結(jié)合實(shí)際情況，評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)全面系統(tǒng)地評(píng)價(jià)，在綜合分析考慮各種因素后，作出最終的決策。

5 結(jié)語

水文水利計(jì)算是小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，設(shè)計(jì)成果屬于基礎(chǔ)性成果，更是水工設(shè)計(jì)的主要依據(jù)指標(biāo)。由于在實(shí)際的水庫(kù)設(shè)計(jì)工作中，可以直接使用的實(shí)測(cè)資料十分有限，這就需要工作人員加強(qiáng)資料收集，嚴(yán)格依據(jù)現(xiàn)行的水利設(shè)計(jì)規(guī)范，在保證小型水庫(kù)運(yùn)行安全的前提下，論證出合理的設(shè)計(jì)結(jié)果，促進(jìn)小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程順利實(shí)施，發(fā)揮其綜合效益。