崔 玨，張 穎

(廣東珠榮工程設(shè)計有限公司，廣州 510610)

1 工程流域概況

九洲江發(fā)源于廣西陸川縣，在橫山之西的豆豉村分成安鋪河、營仔河流入北部灣的英羅港。九洲江流域面積為3337km2，河長為162km，河床平均比降0.47‰，其中廉江市境內(nèi)的集雨面積為2137 km2，河長為89km，比降0.4‰。九洲江的一級支流有沙鏟河、廉江河和武陵河，其中沙鏟河最大。

流域內(nèi)已建有4宗大中型水庫、183宗小型水庫以及山塘1987宗，總集水面積1919km2，其中鶴地水庫屬大(1)型水庫，集水面積為1495 km2，約占水庫總集水面積的78% 。

2 水文測站及水文資料收集情況

九洲江流域內(nèi)現(xiàn)有3個水文站和1個水庫站，其中本工程水文計算用到的站點有缸瓦窯水文站與鶴地水庫水庫站。缸瓦窯水文站是九洲江流域的控制站，集水面積3086 km2，占全流域面積的92.5%，于1955年4月設(shè)立，在1959年3月曾中止測流，直至1970年1月重新并觀測至今；鶴地水庫屬大(1)型水庫，集水面積為1495 km2，占全流域面積的45%，于1958年建立，并于同年開始觀測水位至今，測站在1958年10月開始停止測流。

工程水文資料收集情況見表1：

表1 水文資料系列

3 設(shè)計洪水計算

3.1 頻率分析計算

九洲江干流上的缸瓦窯水文站和鶴地水庫站均具有30年以上實測流量和水位資料，并有調(diào)查歷史洪水，因此缸瓦窯水文站、鶴地水庫站與區(qū)間的設(shè)計洪水采用頻率適線法計算[1]。

3.2 洪水地區(qū)組成

當(dāng)設(shè)計斷面上游有調(diào)蓄作用較大的水庫或設(shè)計水庫對下游有防洪任務(wù)時，應(yīng)對大洪水的地區(qū)組成進行分析。并可根據(jù)擬定的各分區(qū)不同洪水地區(qū)組成的設(shè)計洪水過程線，經(jīng)上游水庫調(diào)洪后與區(qū)間洪水疊加，從中選取對工程較不利的組合成果[2]。鶴地水庫集雨面積約占九洲江廉江段全流域面積的45%，占水庫總集水面積的78% ，具有較大的調(diào)蓄作用，應(yīng)與下游缸瓦窯站建立地區(qū)組成關(guān)系，并采用同頻率洪水組成發(fā)擬定，分為以下兩種情況。

表2 洪水頻率計算成果

其中：區(qū)間洪水計算即將缸瓦窯實測流量減去水庫下泄演進至缸瓦窯站的泄流量

情況1：當(dāng)缸瓦窯站發(fā)生設(shè)計頻率洪水，上游鶴地水庫也發(fā)生同頻率洪水(以下簡稱水庫同頻)，而缸瓦窯-鶴地區(qū)間為相應(yīng)洪水，即：

W區(qū)間=W缸瓦窯p-W鶴地P

(1)

情況2：當(dāng)缸瓦窯站發(fā)生設(shè)計頻率洪水，區(qū)間也發(fā)生同頻率洪水(以下簡稱區(qū)間同頻)，鶴地水庫為相應(yīng)洪水，即

W鶴地=W缸瓦窯p-W區(qū)間P

(2)

3.3 水庫調(diào)洪

1)調(diào)洪規(guī)則

鶴地水庫調(diào)控方式按水庫現(xiàn)狀運行規(guī)則進行，即當(dāng)來水<起調(diào)水位泄流能力時，按來水下泄；當(dāng)來水大于起調(diào)水位泄流能力，入庫洪峰流量不超過3370m3/s時，下泄流量控制不超過1690m3/s；當(dāng)預(yù)測水庫水位超過41.0m，或入庫洪峰超過3370m3/s時，閘門全開泄流。

2)起調(diào)水位

根據(jù)《湛江市鶴地水庫2018年汛期運行計劃》，在汛期水庫原則上不得超汛限水位39.3m運行，本次設(shè)計采用現(xiàn)狀汛期的汛限水位作為水庫的起調(diào)水位。

3)調(diào)洪成果

根據(jù)水庫庫容曲線與泄流曲線，對水庫進行調(diào)洪演算，設(shè)計成果見表3、圖2和圖3。

圖3 水庫與水文站同頻并同時與區(qū)間相應(yīng)洪水疊加成果 圖4 區(qū)間與水文站同頻并同時與水庫相應(yīng)洪水疊加成果

表3 鶴地水庫調(diào)洪成果

圖1 水庫與水文站同頻，區(qū)間相應(yīng)調(diào)洪成果(P=5%) 圖2 水庫與區(qū)間同頻，水文站相應(yīng)調(diào)洪成果(P=5%)

3.4 設(shè)計洪水成果

水庫下泄洪水與區(qū)間洪水疊加即為水文站設(shè)計洪水，疊加方式考慮以下2種情況：

1)同時疊加，即水庫下泄洪水過程演進至水文站，并與對應(yīng)時段的區(qū)間洪水疊加；

2)峰峰疊加，即水庫下泄洪水演進至水文站的洪峰與區(qū)間洪水的洪峰直接疊加。

當(dāng)鶴地水庫與缸瓦窯站發(fā)生同頻率洪水時，經(jīng)鶴地水庫調(diào)洪后的下泄洪水演進至缸瓦窯與區(qū)間相應(yīng)洪水疊加，缸瓦窯站設(shè)計洪水成果見表4：

表4 水庫與水文站同頻區(qū)間相應(yīng)設(shè)計洪水成果

當(dāng)區(qū)間與缸瓦窯站發(fā)生同頻率洪水時，經(jīng)鶴地水庫調(diào)洪后的下泄洪水演進至缸瓦窯與區(qū)間同頻洪水疊加，缸瓦窯站設(shè)計洪水成果見表5：

表5 區(qū)間與水文站同頻水庫相應(yīng)設(shè)計洪水成果

4 設(shè)計洪水成果選取與合理性分析

當(dāng)鶴地水庫與缸瓦窯站發(fā)生同頻率洪水時，缸瓦窯站的設(shè)計洪水成果較大，而區(qū)間與缸瓦窯站發(fā)生同頻率洪水時，缸瓦窯站的設(shè)計洪水成果稍小。由于這2種情況均可能發(fā)生，從工程安全的角度出發(fā)，選用水庫與水文站同頻，區(qū)間洪水相應(yīng)的設(shè)計洪水成果。而同時疊加方法考慮了洪水過程的演進及同時段疊加，較符合實際，與天然情況的洪水成果也較為協(xié)調(diào)。故選用同時疊加的成果。

本次洪水計算合理性分析與已有設(shè)計洪水成果對比考慮。廣東省水文總站湛江水文分站在1995年編寫的《九洲江缸瓦窯站設(shè)計洪水分析報告》采用了1955-1994年的水文資料進行了洪水計算，與本次計算成果的比較詳見表6。由表6可知，本次計算洪峰與《九洲江缸瓦窯站設(shè)計洪水分析報告》相比，設(shè)計洪峰流量約小4.27%-6.39%，計算結(jié)果相差不大，而本次設(shè)計采用的實測資料到2016年，資料序列更長與接近現(xiàn)狀，設(shè)計洪水成果合理可取。

表6 設(shè)計洪水成果對比表

5 結(jié) 論

文章結(jié)合九洲江廉江段現(xiàn)有的實測水文資料，運用頻率分析、洪水地區(qū)組成、水庫調(diào)洪削峰、洪水疊加等基本方法，對設(shè)計斷面上游有調(diào)蓄作用較大的鶴地水庫影響的九洲江廉江段進行設(shè)計洪水推求，成果合理可取，為堤岸工程防洪設(shè)計提供依據(jù)，同時也為類似工程設(shè)計洪水計算方法選取提供參考。