茹浚威

（龍門縣水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)室,廣東 惠州 516800）

1 工程概況

李夫田水庫(kù)項(xiàng)目位于廣東省龍門縣龍江鎮(zhèn)龍江村，水庫(kù)所在水系屬增江流域，庫(kù)區(qū)集雨面積2.2km2，河流全長(zhǎng)約2.11km，河流比降為0.0096。樞紐工程由土壩、溢洪道、輸水涵洞以及一些相關(guān)的輔助性建筑物組成。大壩壩體結(jié)構(gòu)為均質(zhì)土壩，溢洪道位于壩肩右側(cè)，為開(kāi)敞式明渠溢洪道，水庫(kù)的輸水涵洞設(shè)在大壩右側(cè)山坳處，距大壩約600m。水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位88.13m，庫(kù)容178.8萬(wàn)m3，洪水下泄流量15.0m3/s；校核洪水位為88.71m，水庫(kù)總庫(kù)容195.4萬(wàn)m3，下泄流量24.0m3/s。水庫(kù)正常水位為86.70m，正常庫(kù)容為137.4萬(wàn)m3，死水位79.81m，死庫(kù)容20.0萬(wàn)m3。

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）以及《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2017）規(guī)定，李夫田水庫(kù)屬于?。ㄒ唬┬退畮?kù)，工程等別為Ⅳ等，其主要建筑物為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。大壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇設(shè)計(jì)（P=3.33%），300年一遇校核（P=0.33%）。

2 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核計(jì)算

為提高李夫田水庫(kù)工程洪水防御能力，2008年對(duì)原工程項(xiàng)目進(jìn)行除險(xiǎn)加固改建，以保障流域工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與灌溉需要。由于工程設(shè)施經(jīng)歷了多次洪水考驗(yàn)和加固，有必要進(jìn)行一次水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核，為水庫(kù)運(yùn)行提供依據(jù)。

2.1 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法

李夫田水庫(kù)區(qū)域內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)洪水資料，洪水?dāng)M采用暴雨推求。設(shè)計(jì)參數(shù)查《廣東省暴雨參數(shù)等值線圖》（2003年版），根據(jù)廣東省綜合單位線法和推理公式法進(jìn)行洪水計(jì)算，并采用其中對(duì)水庫(kù)防洪較為不利的洪水成果。

2.2 暴雨資料

由于本次計(jì)算相關(guān)參數(shù)與2008年加固時(shí)采用的參數(shù)值查算資料基本一致，其數(shù)值變化不大，相關(guān)參數(shù)查《廣東省暴雨等值線圖》（2003年），其各歷時(shí)暴雨參數(shù)值見(jiàn)表1。

表1 查等值線圖各歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨值

2.3 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算參數(shù)

2.3.1 河流地理參數(shù)

根據(jù)1∶5000地形圖復(fù)核，壩址以上集雨面積2.2km2，干流河長(zhǎng)2.11km，干流平均坡降0.0096。從本次復(fù)核成果，發(fā)現(xiàn)與原設(shè)計(jì)和2008年加固時(shí)的基本一致。

2.3.2 暴雨、產(chǎn)匯流參數(shù)

查《廣東省暴雨徑流查算圖表》（2003年），水庫(kù)集雨區(qū)域位于分區(qū)示意圖中的珠江三角洲分區(qū)溪流河、增江亞區(qū)，暴雨參數(shù)采用珠江三角洲區(qū)流溪河、增江亞區(qū)Ⅶ2設(shè)計(jì)雨型，暴雨地區(qū)的設(shè)計(jì)暴雨定點(diǎn)定面關(guān)系αt～t～F（暴雨低區(qū)），內(nèi)陸區(qū)產(chǎn)流參數(shù)，廣東省綜合單位線滯時(shí)m1～θ關(guān)系圖中的A線，綜合單位線Ⅱ無(wú)因次單位線ui～xi，大陸地區(qū)推理公式（1988年修訂）匯流參數(shù)m～θ關(guān)系。

2.4 設(shè)計(jì)洪水

2.4.1 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

由設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水，采用廣東省綜合單位線法與推理公式法進(jìn)行水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算，并作分析比較。設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果見(jiàn)表2。

表2 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表

從表2計(jì)算結(jié)果可看出，通過(guò)協(xié)調(diào)兩種方法的匯流參數(shù)，綜合單位線和推理公式計(jì)算設(shè)計(jì)洪水成果差滿足不超過(guò)20%的要求。為了安全，采用兩種方法的洪水成果分別進(jìn)行水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算，取其中調(diào)洪庫(kù)水位較高的洪水成果[4]。

2.4.2 設(shè)計(jì)洪水合理性分析

雨量值資料采用《廣東省暴雨等值線圖》（2003年版），歷次洪水計(jì)算成果對(duì)比見(jiàn)表3。從表中可以看出，歷次洪水的計(jì)算成果相差較小。

表3 歷次洪水計(jì)算成果對(duì)比表

兩次計(jì)算參數(shù)選取一致，采用計(jì)算方法相同，且本次計(jì)算采用廣東省綜合單位線法與推理公式法作分析比較。因此，本次采用的暴雨成果合理，洪水計(jì)算成果合理。

3 防洪調(diào)度分析

李夫田水庫(kù)泄洪消能建筑物的設(shè)計(jì)與水域流量和生產(chǎn)需要等實(shí)際情況密切相關(guān)，為確保工程的科學(xué)合理性。通過(guò)精確計(jì)算，確保防洪能力達(dá)到實(shí)際要求。

3.1 水位～庫(kù)容關(guān)系

李夫田水庫(kù)庫(kù)區(qū)植被較好，水庫(kù)淤積量不大，水位庫(kù)容關(guān)系詳見(jiàn)表4。

表4 李夫田水庫(kù)正常水位-庫(kù)容關(guān)系表

3.2 水位～泄流量關(guān)系

水位與泄流量是水庫(kù)工程建設(shè)重點(diǎn)參考參數(shù)，通過(guò)相關(guān)參數(shù)分析，能夠直接影響工程參數(shù)確定。泄洪工程建設(shè)需要借助精確的水位-泄流量曲線，對(duì)工程的各項(xiàng)參數(shù)予以確認(rèn)。從實(shí)際設(shè)計(jì)情況來(lái)看，該溢洪道控制采用無(wú)閘門模式，當(dāng)河流水位超過(guò)正常水位時(shí)，自行排洪；洪水量少于溢洪道限定排水量時(shí)，來(lái)多少排多少。

針對(duì)水庫(kù)泄洪需要，對(duì)溢洪道庫(kù)容和泄洪量都有顯著增加，這從根本上提升了水庫(kù)抵御洪水的能力。李夫田水庫(kù)溢洪道采用開(kāi)敞式明渠形式，無(wú)閘門控制，溢洪道總長(zhǎng)度為77.5m，其中溢洪道引水控制段長(zhǎng)36m，泄槽段長(zhǎng)度41.5m，坡度為1∶4，過(guò)水凈寬8m，正常水位86.70m，正常庫(kù)容137.4萬(wàn)m3；按明渠自由出流計(jì)算，其底坡度為1/500，糙率按漿砌石護(hù)面取0.025。泄洪消能建筑物的加固建設(shè)使得整個(gè)水庫(kù)的自保能力進(jìn)一步強(qiáng)化。溢洪道水位～泄流量關(guān)系見(jiàn)表5。

表5 溢洪道水位～泄流量關(guān)系表

依據(jù)表5所示，進(jìn)一步通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位的推演，可知，其結(jié)果優(yōu)于2008年加固設(shè)計(jì)值。且本次計(jì)算對(duì)比了綜合單位線法和推理公式法成果，并對(duì)本次計(jì)算的成果進(jìn)行多次復(fù)核。從本地區(qū)洪水發(fā)展情況來(lái)看，該設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以充分滿足實(shí)際防洪需要。

3.3 調(diào)洪計(jì)算

（1）準(zhǔn)確的調(diào)洪計(jì)算，能確定工程不同時(shí)期洪水的實(shí)際抵御能力。針對(duì)李夫田水庫(kù)工程調(diào)洪情況進(jìn)行分析，并充分根據(jù)擬定的調(diào)洪原則以及調(diào)洪基本資料，調(diào)洪計(jì)算采用廣東省水利廳調(diào)洪演算程序TH-3GD（1993.8）進(jìn)行調(diào)洪演算，所得成果見(jiàn)表6。

表6 李夫田水庫(kù)調(diào)洪演算成果表

從表6可以看出，綜合單位線法調(diào)洪的水庫(kù)最高水位均高于推理公式法的成果，從工程安全角度考慮，采用綜合單位線法調(diào)洪成果。本次洪水復(fù)核的特征水文參數(shù)比2008年除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的參數(shù)稍小，以安全為原則，應(yīng)取大值。

李夫田水庫(kù)的特征水文參數(shù)仍取2008年除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)參數(shù)，即設(shè)計(jì)洪水位88.13m（P＝3.33%），相應(yīng)庫(kù)容178.8萬(wàn)m3，下泄流量15.0m3/s；校核洪水位88.71m（P＝0.33%），總庫(kù)容為195.4萬(wàn)m3，下泄流量24.0m3/s。根據(jù)水位流量關(guān)系，溢洪道的泄洪能力滿足規(guī)范和實(shí)際要求。

（2）由于受地形條件限制，溢洪道布置于大壩壩肩右側(cè)，緊貼壩體，若水庫(kù)泄洪期間沒(méi)有完善的消能防沖建筑物，形成下游壩腳沖刷掏空，將對(duì)大壩整體穩(wěn)定造成極大威脅。

根據(jù)水文計(jì)算結(jié)果以及水庫(kù)地形地貌，溢洪道槽身兩側(cè)為漿砌石擋墻，底板為混凝土襯砌，消能防沖形式為底流消能，消力池長(zhǎng)10.5m，寬8m，池深1m。消力池池身為混凝土結(jié)構(gòu)，底板采用鋼筋混凝土澆筑[5]。通過(guò)泄流量復(fù)核與實(shí)踐驗(yàn)證，消力池結(jié)構(gòu)尺寸滿足要求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)水庫(kù)泄洪消能建筑物布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，結(jié)合水庫(kù)各主要建筑物的各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)效果，水庫(kù)泄洪設(shè)施可以很好實(shí)現(xiàn)預(yù)期建設(shè)目標(biāo)，為進(jìn)一步優(yōu)化和完善水庫(kù)運(yùn)行提供了較為重要參考。