李大偉

(惠州市華禹水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，廣東 惠州 516000)

在廣東省內(nèi)的小型水庫(kù)沒有實(shí)測(cè)的洪峰流量、洪水總量、洪水過(guò)程線資料的情況下，小型水庫(kù)的安全鑒定和除險(xiǎn)加固洪水計(jì)算采用暴雨資料推算設(shè)計(jì)洪水。目前主要根據(jù)水庫(kù)的地理參數(shù)、2003年廣東省水文總站編制的《廣東省暴雨參數(shù)等值線圖》和1991年廣東省水文總站編制《廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊(cè)》，采用推理公式法(1988年修訂)和綜合單位線法2種方法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，并協(xié)調(diào)2種方法的設(shè)計(jì)洪峰流量相差不超過(guò)20%，原則上采用廣東省綜合單位線方法的設(shè)計(jì)洪水和調(diào)洪演算的成果。

目前沒有引洪渠道的常規(guī)小型水庫(kù)采用上述洪水計(jì)算方法得到的洪水成果與實(shí)測(cè)洪水成果比較接近，但是對(duì)于存在引洪渠的小型水庫(kù)，如果直接采用包含引洪渠部分的小型水庫(kù)的集雨面積或者不含引洪渠部分的小型水庫(kù)的集雨面積，并按照上述方法進(jìn)行洪水計(jì)算，可能會(huì)造成洪水計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。

1 工程概況

流田水庫(kù)位于博羅縣泰美鎮(zhèn)芹塘管理區(qū)，距泰美鎮(zhèn)府所在地12km，水庫(kù)壩軸線中心點(diǎn)坐標(biāo)為東經(jīng)114.485940°、北緯23.373843°。

流田水庫(kù)所在流域?yàn)楣f河流域，所在河流為公莊河的一級(jí)支流流田水，流田引洪渠位于流田水庫(kù)西南側(cè)。

公莊河為東江一級(jí)支流，發(fā)源于龍門縣桂山掌牛嶺，經(jīng)博羅縣的黃陂與水東陂水匯合后稱公莊河，經(jīng)獺子、紅花截到楊村，有柏塘河匯入，到耀潭有麻陂水匯入，最后流經(jīng)泰美出東江。流域面積1183km2，河長(zhǎng)79.2km，平均坡降0.945‰，其中公莊河博羅段長(zhǎng)度57.4km。公莊河流域主要支流有麻陂河、柏塘河、寶泉河、水東陂水、雷公河和官山河等。

流田水為公莊河的一級(jí)支流，發(fā)源于米坳山山頂，先由南向北流經(jīng)流田水庫(kù)后，轉(zhuǎn)向東經(jīng)流田水庫(kù)溢洪道下泄，于G35高速橋處出公莊河。流域面積1.12km2，河長(zhǎng)2.32km，平均坡降5.87‰。

流田水庫(kù)引洪渠發(fā)源于旗嶺下山頂，先由南向北流經(jīng)現(xiàn)狀山塘后，沿山腳一直向東，最后于流田水庫(kù)庫(kù)尾匯入流田水庫(kù)。流域面積2.86km2，河長(zhǎng)4.77km，平均坡降8.60‰。

流田水庫(kù)總庫(kù)容96萬(wàn)m3，屬小(2)型水庫(kù)。流田水庫(kù)1964年12月竣工投入使用，主要任務(wù)是灌溉和防洪，有效灌溉面積60hm2，保護(hù)下游村莊人口3000人。流田水庫(kù)工程包括主壩1座，副壩3座、溢洪道1座及輸水涵管3座。水庫(kù)總集雨面積3.69km2，其中水庫(kù)本身的集雨面積0.83km2，河長(zhǎng)1.41km，坡降12.88‰；流田水庫(kù)引洪渠集雨面積2.86km2，河長(zhǎng)4.77km，平均坡降8.60‰。

2 計(jì)算的基本參數(shù)

2.1 地理參數(shù)

根據(jù)1∶5000地形圖，量測(cè)流田水庫(kù)地理參數(shù)詳見表1。

表1 流田水庫(kù)地理參數(shù)

2.2 設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)

根據(jù)2003年廣東省水文總站編制的《廣東省暴雨參數(shù)等值線圖》和廣東省暴雨徑流查算圖表成果，查測(cè)流田水庫(kù)的設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)詳見表2。

2.3 產(chǎn)匯流參數(shù)

根據(jù)廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊(cè)，查測(cè)得流田水庫(kù)的產(chǎn)匯流參數(shù)詳見表3。

表3 流田水庫(kù)產(chǎn)匯流參數(shù)

3 洪水組合方法及對(duì)比分析結(jié)論

流田水庫(kù)存在通過(guò)引洪渠跨流域引水特殊情況，洪水計(jì)算時(shí)采用不同洪水組合原則，按3種方案分別進(jìn)行計(jì)算，并與實(shí)測(cè)洪水成果進(jìn)行對(duì)比分析，從而得到相對(duì)合理的洪水組合原則。

3.1 引洪渠的最大過(guò)流能力計(jì)算

由于流田水庫(kù)引洪渠在入庫(kù)箱涵前有一個(gè)隘口，本次引洪渠的最大過(guò)流能力由該隘口段渠道控制，因此引洪渠最大過(guò)流能力采用謝才公式計(jì)算：

(1)

式中，R—水力半徑，m；i—底坡；n—糙率；A—過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2。

引洪渠最大過(guò)流能力計(jì)算結(jié)果，見表4。

表4 引洪渠最大過(guò)流能力計(jì)算

3.2 洪水組合方法

洪水組合A：按流田水庫(kù)總集雨面積、河長(zhǎng)、坡度和對(duì)應(yīng)暴雨參數(shù)及徑流特征等參數(shù)，通過(guò)協(xié)調(diào)2種方法的設(shè)計(jì)洪峰流量相差不超過(guò)20%，采用綜合單位線法計(jì)算得到的洪水成果。

洪水組合B：不計(jì)引洪渠部分的洪水影響，僅考慮水庫(kù)本身洪水的作用，采用水庫(kù)本身集雨面積、河長(zhǎng)、坡度和對(duì)應(yīng)暴雨參數(shù)及徑流特征等參數(shù)，通過(guò)協(xié)調(diào)2種方法的設(shè)計(jì)洪峰流量相差不超過(guò)20%，采用綜合單位線法計(jì)算得到的洪水成果。

洪水組合C：兼顧水庫(kù)本身的洪水和引洪渠部分的洪水的共同作用，首先按2部分自身集雨面積、河長(zhǎng)、坡度和對(duì)應(yīng)暴雨參數(shù)及徑流特征等參數(shù)，并通過(guò)協(xié)調(diào)2種方法的設(shè)計(jì)洪峰流量相差不超過(guò)20%，分別采用綜合單位線法計(jì)算得到水庫(kù)本身和引洪渠入庫(kù)的洪水成果；然后把引洪渠部分洪水成果按引洪渠最大過(guò)流能力進(jìn)行削峰處理；最后，使用削峰后的引洪渠部分洪水過(guò)程線與水庫(kù)本身洪水過(guò)程線進(jìn)行同頻率合理疊加，最終得到水庫(kù)的洪水成果。

采用廣東省水文局洪水計(jì)算軟件，分別按以上3種不同的洪水組合，利用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行計(jì)算，并與實(shí)測(cè)還原洪水進(jìn)行對(duì)比，具體見表5。

表5 流田水庫(kù)洪水計(jì)算及實(shí)測(cè)還原洪水成果

3.3 洪水成果對(duì)比分析結(jié)論

將A、B、C 3種不同洪水組合方法計(jì)算的洪水成果與實(shí)測(cè)洪水成果進(jìn)行對(duì)比，可知：方案A與實(shí)測(cè)洪水相比洪峰流量偏大34.5%～79.1%，24h的洪水總量偏大65.8%～70.4%，72h的洪水總量偏大64.9%～77.1%；方案B與實(shí)測(cè)洪水相比洪峰流量偏小44.7%～29.8%，24h的洪水總量偏小62.7%～61.7%，72h的洪水總量偏小62.9%～60.1%；方案C與實(shí)測(cè)洪水相比洪峰流量偏大3.5%～5.7%，24h的洪水總量偏大2.8%～5.7%，72h的洪水總量偏大2.2%～6.3%。

按洪水組合方案A計(jì)算的洪水成果與實(shí)測(cè)還原洪水成果相比明顯偏大，而按洪水組合方案B計(jì)算的洪水成果與實(shí)測(cè)還原洪水成果相比明顯偏小，只有按洪水組合方案C計(jì)算的洪水成果與實(shí)測(cè)還原洪水成果比較接近。

流田水庫(kù)按洪水組合方案C計(jì)算比較合理的主要原因是方案C同時(shí)考慮的引洪渠的引洪作用和引水渠自身的最大過(guò)流能力，在綜合比較分析水庫(kù)本身和引洪渠的地理參數(shù)及暴雨參數(shù)的基礎(chǔ)上，首先分別分析計(jì)算2部分的洪水作用，其次計(jì)算引洪渠的最大過(guò)流能力，然后將引洪渠洪水作用按引洪渠最大過(guò)流能力進(jìn)行消峰處理，最后把2部分的洪水進(jìn)行合理疊加，疊加原則為引洪渠部分洪水過(guò)程線中小于引洪渠過(guò)流能力的直接進(jìn)行洪水過(guò)程線同頻率疊加，大于引洪渠過(guò)流能力的洪水過(guò)程線采用引洪渠的最大過(guò)流能力疊加，最后計(jì)算得到的洪水成果與實(shí)測(cè)還原洪水成果基本一致；而方案A夸大的引洪渠的引洪作用，方案B忽略了引洪渠的引洪作用。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)跨流域引水渠部分洪水進(jìn)行削峰處理后與水庫(kù)本身的同頻率洪水合理疊加的洪水計(jì)算方法可應(yīng)用于小型水庫(kù)安全鑒定和除險(xiǎn)加固的洪水計(jì)算，通過(guò)分析水庫(kù)本身和引洪渠2部分的洪水作用大小，按最大過(guò)流能力將引洪渠部分的洪水進(jìn)行削峰后，采用計(jì)算機(jī)模擬同頻率洪水疊加計(jì)算，以科學(xué)論證存在引洪渠的小型水庫(kù)的洪水計(jì)算方法。本文在常規(guī)水庫(kù)洪水計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，對(duì)于存在引洪渠的小型水庫(kù)的洪水計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)和細(xì)化，使水庫(kù)的洪水計(jì)算方法具有更廣的適用性和更好的實(shí)用性。