孫 依，王 潔

（吉林省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，吉林長春 130021）

1 工程及流域概況

亮甲山水庫位于吉林省舒蘭市卡岔河上游亮甲山鄉(xiāng)，水庫始建于1966年，1968年10月竣工并投入運(yùn)行，1976 年開始安全加固設(shè)計(jì)，1982 年7 月竣工驗(yàn)收。水庫于2002年進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2 000 年一遇。亮甲山水庫壩址以上控制流域面積為618.0 km2，總庫容1.264×108m3，主要由土石壩、溢洪道、輸水洞等組成，是一座以防洪除澇為主、兼顧灌溉養(yǎng)魚等功能的大（2）型水庫，為卡岔河流域洪澇災(zāi)害的防治起到了重要作用。

亮甲山水庫位于拉林河流域卡岔河上?？ú砗訛槔趾恿饔蜃蟀兜诙笾Я鳎l(fā)源于舒蘭市老爺嶺山脈慶嶺山朱家小院屯，流經(jīng)舒蘭和榆樹市，最終匯入拉林河。卡岔河河道全長213.0 km，河道平均比降0.03%，流域形狀呈柳葉形，流域面積為3 136.0 km2，地勢南高北低，以丘陵崗地面積為主，占整個(gè)流域面積的61.00%，分布于河谷平原兩側(cè)，山地和河谷平地的面積占比分別為11.10%和27.90%。

2 暴雨洪水特性

卡岔河流域暴雨常年多發(fā)生于7—8 月，原因是吉林省處于副熱帶高壓的西北部，有利于西南氣流的輸送，同時(shí)，臺(tái)風(fēng)、氣旋的頻繁活動(dòng)也極易造成流域大暴雨。根據(jù)卡岔河流域歷年降雨資料分析，一次降雨不超過5 d，常為1～3 d，一次降雨量的60.00%～70.00%主要集中在1 d。

卡岔河流域的大洪水主要由暴雨形成，多發(fā)生在7—8 月。暴雨多集中在流域的上游區(qū)，主要是由于暴雨集中，歷時(shí)較短，且卡岔河上游為山丘區(qū)性河流，河道比降較陡，匯流速度較快，洪水常常陡漲陡落、來勢兇猛。流域洪水過程通常表現(xiàn)為1～3 d，以單峰型為主，特殊情況（如連續(xù)降雨）可能出現(xiàn)雙峰型。

3 水文資料

亮甲山水位站于1951 年設(shè)立，1956 年7 月1 日改為流量站，1966 年10 月1 日在斷面上游700 m處修建水庫，水庫于1967 年9 月30 日合攏蓄水，原斷面觀測撤消，改為亮甲山水庫觀測站，觀測壩下出流和壩上水位至今。此次采用的水文系列為1956—2020 年，其中，1956—1967 年為水文站觀測資料，1968—2020 年為水庫站觀測資料。

亮甲山水庫以上有響水水庫和太平水庫兩座中型水庫。響水水庫控制流域面積為76.3 km2，始建于1966 年12 月，1969 年合攏蓄水，1974 年10 月竣工，該水庫從1972 年開始有觀測資料，大部分年份沒有洪水要素摘錄資料，此次采用系列為1972—2020年。太平水庫控制流域面積為109.0 km2，該水庫始建于1956 年10 月，1966 年7 月竣工，無任何觀測資料。

4 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核分析

亮甲山水庫自2002 年除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)后距今已有20 余年，此次將水文系列延長至2020 年，對(duì)水庫開展設(shè)計(jì)洪水成果復(fù)核工作。根據(jù)《亮甲山水庫2018 年洪水調(diào)度方案》，將亮甲山水庫汛期劃分為3 期：前汛為6 月1 日—7 月10 日，主汛為7 月11日—8 月20 日，后汛為8 月21 日—9 月30 日。

4.1 主汛設(shè)計(jì)洪水

4.1.1 歷史洪水及重現(xiàn)期

根據(jù)《吉林省洪水調(diào)查資料》《吉林省場次洪水》等文獻(xiàn)資料記載及多次洪水定量進(jìn)行調(diào)查和訪問工作，沿河段共訪問村屯4個(gè)，被訪人數(shù)近40人，共指認(rèn)洪痕13 處，其中，1909 年3 處、1936 年10處。經(jīng)分析，歷史洪水順位為1856，1909（878 m3/s，較可靠），1936（749 m3/s，較可靠）[1]。由于1856 年洪水沒有定量，且可靠性較差，不予采用。此次將1909 年洪水按1909 年以來的首位洪水處理，重現(xiàn)期為112 年。

4.1.2 洪水系列的還原

2002 年，《吉林省舒蘭市亮甲山水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中分別對(duì)亮甲山水庫、響水水庫和太平水庫觀測資料進(jìn)行洪水還原。其中，響水水庫采用水庫觀測資料還原；太平水庫因沒有觀測資料，除險(xiǎn)加固階段還原借用響水水庫的入庫與出庫水量，用面積比的方法推求太平水庫的入庫與出庫流量；亮甲山水庫入庫洪水成果通過亮甲山水庫出庫及響水、太平兩水庫蓄水變量還原計(jì)算得出。響水、太平～亮甲山水庫（下文簡稱亮～響太）區(qū)間洪水還原分為兩個(gè)部分：1956—1967 年，由亮甲山水文站實(shí)測資料與響水、太平兩水庫入庫流量作差的方法得出；1968—2002 年，由亮甲山水庫入庫流量與響水、太平兩水庫出庫流量作差推得。還原公式：

式中：Q入為水庫入庫流量，m3/s；△V為前后時(shí)段庫容差，104m3；△T為前后時(shí)段時(shí)間間隔，s；Q出為水庫壩下出流量，m3/s。

4.1.3 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核

亮甲山水庫在除險(xiǎn)加固時(shí)，最終采用了亮甲山水庫控制，亮～響太區(qū)間為主，響水、太平水庫相應(yīng)的組合方案，因此，此次主要復(fù)核該組合方案的設(shè)計(jì)洪水成果。亮甲山水庫和亮～響太區(qū)間洪水參數(shù)依據(jù)還原后洪水系列及洪水調(diào)查成果，采用矩法公式計(jì)算洪水統(tǒng)計(jì)參數(shù)[2-4]。洪峰流量按不連序系列計(jì)算，各時(shí)段洪量按連序系列計(jì)算。

式中：PM為第M項(xiàng)特大洪水經(jīng)驗(yàn)頻率；M為特大洪水序位；N為歷史洪水調(diào)查考證期；a為特大洪水個(gè)數(shù)；Pm為第m項(xiàng)洪水的經(jīng)驗(yàn)頻率；m為洪水連序系列中的序位；n為洪水連序系列項(xiàng)數(shù)；l為從n項(xiàng)連序系列中抽出的特大洪水個(gè)數(shù)[5，6]。

采用P-Ⅲ型曲線目估適線[7]，洪峰流量Qm、1 d 洪量W1d、3 d 洪量W3d按照Cs=2.5Cv的倍比關(guān)系計(jì)算，7 d 洪量W7d按照Cs=2.0Cv的倍比關(guān)系計(jì)算，計(jì)算成果見表1。

表1 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果比較表

由表1 可以看出，此次設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果均比除險(xiǎn)加固階段有所減小。為延續(xù)工程設(shè)計(jì)洪水的一致性，且從保證水庫安全度汛的原則考慮，此次亮甲山水庫設(shè)計(jì)洪水復(fù)核推薦采用《吉林省舒蘭市亮甲山水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》設(shè)計(jì)洪水成果。

4.1.4 設(shè)計(jì)洪水過程線

由于亮甲山水庫、響水水庫及太平水庫近年來未發(fā)生較大洪水，故此次設(shè)計(jì)洪水過程線仍采用除險(xiǎn)加固階段過程線成果。亮甲山水庫控制與亮～響太區(qū)間選用1965 年8 月1 日—8 月7 日實(shí)測洪水過程作為典型洪水過程，洪水歷時(shí)7 d，時(shí)段為3 h。采用分時(shí)段同頻率控制放大法求得設(shè)計(jì)洪水。根據(jù)實(shí)地調(diào)查及2002 年洪水的分析，響水、太平水庫至亮甲山水庫傳播時(shí)間分別采用6，3 h。

4.2 前、后汛設(shè)計(jì)洪水

分別在前汛、后汛期內(nèi)按照天然洪水系列統(tǒng)計(jì)Qm，W1d，W3d，W7d，設(shè)計(jì)洪水采用系列為1956—2020 年，共計(jì)65 年，洪峰、洪量均按連續(xù)系列計(jì)算，理論頻率曲線采用P-Ⅲ型曲線，根據(jù)適線最佳原則調(diào)整各時(shí)段洪水參數(shù)。前、后汛設(shè)計(jì)洪水成果見表2。

表2 前后汛設(shè)計(jì)洪水成果表

亮甲山水庫前、后汛洪水地區(qū)組成采用方案與主汛期一致。根據(jù)典型年洪水過程線選取原則[8]，選用峰高量大、對(duì)工程最不利的來水過程作為典型。因此，前汛選用2013 年6 月30 日—7 月7 日實(shí)測入庫洪水過程作為典型，后汛選用2020 年9 月6日—9 月13 日實(shí)測入庫洪水過程作為典型，洪水過程歷時(shí)均為7 d，時(shí)段為3 h。

5 結(jié)語

設(shè)計(jì)洪水復(fù)核工作不僅是水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的依據(jù)，同時(shí)，在水庫防洪度汛中也扮演著較為重要的角色。隨著水文資料系列的延長，水文計(jì)算的方法更加全面與成熟，定期對(duì)水庫進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水復(fù)核也使得計(jì)算結(jié)果更加趨于可靠。本文不僅對(duì)原有設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行復(fù)核，還根據(jù)水庫最新調(diào)度規(guī)程補(bǔ)充計(jì)算前、后汛設(shè)計(jì)洪水成果，在滿足防洪度汛要求的基礎(chǔ)上，可以更好地調(diào)度與利用水資源，為水庫日后的水資源管理與發(fā)展起到了十分必要的作用。