摘要:
為確保云南省桃源水庫工程安全,設(shè)計了3種方案計算桃源水庫的設(shè)計洪水,并對計算結(jié)果進(jìn)行對比分析。方案1選取桃源水文專用站為參證站,采用實測資料延長法對專用站進(jìn)行設(shè)計洪水計算,最后使用水文比擬法推算桃源水庫設(shè)計洪水。方案2選取桃源水文專用站為參證站,采用產(chǎn)匯流參數(shù)分析法對專用站設(shè)計洪水進(jìn)行計算,最后使用水文比擬法推算桃源水庫設(shè)計洪水。方案3依據(jù)設(shè)計暴雨資料,直接采用瞬時單位線法推求桃源水庫設(shè)計洪水。結(jié)果表明:方案1計算成果最小,方案2計算成果與方案3相近。在設(shè)計頻率為0.05%~1%時,方案2計算的設(shè)計洪峰流量比方案3小16.5%~22.9%,而24,72 h洪量則分別大13.5%~19.9%,15.4%~33.8%。經(jīng)綜合比選后,選用兼顧工程安全和投資經(jīng)濟(jì)的方案2計算結(jié)果作為桃源水庫設(shè)計洪水。
關(guān)鍵詞:
設(shè)計洪水; 水文比擬法; 瞬時單位線法; 桃源水庫; 云南省
中圖法分類號:TV122.3
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2025.03.003
文章編號:1006-0081(2025)03-0014-07
收稿日期:
2024-04-01
作者簡介:
孫" 巖,男,工程師,碩士,主要從事水利規(guī)劃工作。E-mail:sunyan2015@lzu.edu.cn
通信作者:
姜秀娟,女,高級工程師,碩士,主要從事水利規(guī)劃工作。E-mail:420213561@qq.com
引用格式:
孫巖,姜秀娟,孫治才,等.云南省桃源水庫工程設(shè)計洪水分析
[J].水利水電快報,2025,46(3):14-20.
0" 引" 言
在水利水電工程規(guī)劃和設(shè)計中,合理計算設(shè)計洪水是工程設(shè)計中首要考慮的關(guān)鍵問題[1]。在中國現(xiàn)行的水利水電工程設(shè)計洪水規(guī)范中,實測資料條件較好時可根據(jù)流量資料計算設(shè)計洪水,實測資料缺乏時,一般根據(jù)暴雨資料計算設(shè)計洪水[2]。
在水庫設(shè)計洪水分析計算時,出于工程安全考慮,通常會增加歷史調(diào)查洪水或者基于不利原則選擇設(shè)計暴雨[1]。陳亞健等[3]根據(jù)對工程不利的暴雨成果,采用推理公式法和瞬時單位線法對云溪水庫設(shè)計洪水進(jìn)行復(fù)核。朱婷[4]基于有限的實測水文資料,采用綜合單位線、推理公式等多種方法推求白坭河流域設(shè)計洪水。李增國等[5]采用臨近流域?qū)崪y暴雨資料移置法推求無資料小流域水庫設(shè)計洪水。譚程亮等[6]基于西雙版納地區(qū)的水文站實測資料,建立了考慮流域面積、暴雨量、地形條件等多因素的地區(qū)綜合公式推求設(shè)計洪水。熊文華等[7]基于量綱分析推導(dǎo)了暴雨洪峰流量與流域參數(shù)的無量綱關(guān)系,并利用瀾滄江與怒江水文站實測暴雨洪水資料率定關(guān)系式,得出適合小流域洪水推算的簡化公式。上述研究主要集中于無資料地區(qū)的工程設(shè)計洪水分析。
云南省桃源水庫位于黑惠江上游右岸一級支流桃源河,水庫壩址以上流域面積297 km2,占桃源河流域總面積的85.8%,河長31.3 km,比降21.1‰,流域平均高程2 727 m,總庫容1.12億m3。工程建設(shè)內(nèi)容包含壩址樞紐工程、麻栗箐引水工程和合江隧洞輸水工程,工程任務(wù)是在合江隧洞取水口水質(zhì)達(dá)標(biāo)(Ⅱ類)前置換洱海流域的7 510萬m3農(nóng)業(yè)灌溉用水,水質(zhì)達(dá)標(biāo)后可向洱海生態(tài)補水9 293萬m3,增加洱海入湖清潔生態(tài)水量,為洱海保護(hù)和水生態(tài)修復(fù)提供水資源條件。桃源水庫是國家發(fā)展改革委批復(fù)的《云南省洱海流域水環(huán)境綜合治理與可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃》提出的主要調(diào)劑補水工程之一,同時還列入《“十四五”水安全保障規(guī)劃》、國家150項重大水利工程建設(shè)計劃。桃源水庫工程總投資55.38億元,建設(shè)總工期54個月。目前,桃源水庫已于2023年4月23日開工建設(shè),工程建成后,將進(jìn)一步夯實大理白族自治州灌溉供水基礎(chǔ),增加洱海入湖清潔生態(tài)水量,有效提高洱海流域水資源和水環(huán)境承載能力,維護(hù)和改善洱海區(qū)域水生態(tài)環(huán)境。
為建設(shè)桃源水庫,于2001年在桃源河干流上建設(shè)桃源水文專用站,至今已有十幾年的暴雨徑流資料,同時專用站上游建有多個雨量站,具備產(chǎn)匯流參數(shù)分析的條件。本文選取桃源水庫為研究對象,設(shè)計了3種方案進(jìn)行設(shè)計洪水的計算,并對結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
1" 流域水文特性
桃源河流域?qū)賮啛釒Ц咴撅L(fēng)氣候,氣候溫和,氣溫為-10.7~34.6 ℃,多年平均溫度14.3 ℃,多年平均日照時數(shù)為2 227~2 456 h,多年平均蒸發(fā)量(20 cm蒸發(fā)皿觀測值)約1 700 mm。水汽主要來源于西南孟加拉灣及東南暖濕氣流,受季風(fēng)環(huán)流控制,降水具有明顯季節(jié)性。流域多年平均降水量約1 000 mm,降水量的年際變化不大,變差系數(shù)約0.15,但年內(nèi)分配極不均勻,其中5~10月降水量可占全年降水量的85%以上。暴雨主要發(fā)生在5~10月,其中約有60%的暴雨集中發(fā)生在7~9月。多年平均最大1,6,24,72 h暴雨分別為53.5,64.5,76.0,98.5 mm。一般年份的多年平均最大1 h暴雨量約占6 h的71.4%,6 h暴雨量約占24 h的72.0%,24 h暴雨量約占72 h的92.9%。流域內(nèi)洪水由暴雨形成,在桃源水文專用站2001~2004年、2011~2021年的實測資料中(典型洪水過程見圖1),最大洪水發(fā)生在2013年7月25日,實測最大洪峰為106 m3/s,最大24 h洪量為469萬m3,最大72 h洪量為1 065萬m3。大洪水過程曲線一般為陡漲陡落尖瘦型,峰型多為單峰,洪水歷時約72 h。
2" 研究數(shù)據(jù)與方法
本文設(shè)計了3種方案計算桃源水庫的設(shè)計洪水(圖2),并對計算結(jié)果進(jìn)行對比分析。方案1選取桃源水文專用站為參證站,采用實測資料延長法對專用站進(jìn)行插補延長和設(shè)計洪水計算,最后使用水文比擬法推算桃源水庫設(shè)計洪水。方案2選取桃源水文專用站為參證站,采用產(chǎn)匯流參數(shù)分析法對專用站設(shè)計洪水進(jìn)行計算,最后使用水文比擬法推算桃源水庫設(shè)計洪水。方案3依據(jù)設(shè)計暴雨資料,直接采用瞬時單位線法推求桃源水庫設(shè)計洪水。
2.1" 研究數(shù)據(jù)
流域內(nèi)各水文、氣象站點觀測資料概況如表1所示。
桃源水庫壩址控制面積與桃源水文專用站控制面積差異較小,可將專用站作為參證站,采用水文比擬法推求設(shè)計洪水。專用站具有2001~2004年、2011~2021年不連續(xù)15 a的實測資料系列,不滿足SL 44-2006《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)劃》中最低30 a的規(guī)定,需要對專用站系列進(jìn)行插補延長。根據(jù)資料,分別采用實測資料延長法和產(chǎn)匯流參數(shù)分析法進(jìn)行插補延長。
2.2" 研究方法
2.2.1" 實測資料延長法
根據(jù)臨近流域內(nèi)的資料條件,選擇羊莊坪水文站為桃源水文專用站各時段洪量插補延長的參證站。
擬定桃源水文專用站與羊莊坪水文站(參證站)的最大各時段洪量呈線性關(guān)系,則相關(guān)關(guān)系可表示為
Wj桃=k·Wj羊+a(1)
式中:Wj桃、Wj羊分別為桃源水文專用站、羊莊坪水文站最大各時段洪量;j表示為24,72 h等;a為常數(shù)。
擬定桃源水文專用站同場次洪峰和最大24 h洪量呈線性關(guān)系,則相關(guān)關(guān)系可表示為
Q桃=k·W24 h桃+a(2)
式中:Q桃 和 W24 h桃 分別表示桃源水文專用站的洪峰、最大24 h洪量。
通過上述關(guān)系式可插補延長桃源水文專用站的短系列洪水資料。
2.2.2" 產(chǎn)匯流參數(shù)分析法
首先,根據(jù)桃源水文專用站流域內(nèi)各雨量站、劍川氣象站暴雨觀測成果和《云南省暴雨統(tǒng)計參數(shù)圖集》(以下簡稱《圖集》)資料,多種方法綜合確定設(shè)計暴雨及其時程分配;其次,根據(jù)桃源水文專用站實測洪水資料,選取合適的多場次洪水過程,結(jié)合設(shè)計暴雨成果,逐步率定流域產(chǎn)流參數(shù),包括最大土壤含水量Wm、拋物線指數(shù)B、流域消退系數(shù)kr、穩(wěn)定下滲率參數(shù)fc;再次,根據(jù)確定的產(chǎn)流參數(shù)將設(shè)計暴雨過程按蓄水容量曲線方程進(jìn)行產(chǎn)流計算,推求地表和地下時段凈雨過程;最后,根據(jù)上述分析得到匯流經(jīng)驗單位線,進(jìn)行檢驗合理后,由設(shè)計暴雨過程推求桃源水文專用站設(shè)計洪水。
2.2.3" 水文比擬法
水文比擬法是水利水電工程設(shè)計中常用的方法,是以流域間的相似性為基礎(chǔ),將相似流域的水文資料移用至設(shè)計流域的一種簡便方法。桃源水庫壩址位于桃源水文專用站上游,控制面積分別為297 km2、344 km2,面積相差在20%以內(nèi),可建立如下地區(qū)經(jīng)驗公式,以桃源水文專用站為參證站,按面積比推求桃源水庫設(shè)計洪水。
Q設(shè)=Q參F設(shè)F參n(3)
W設(shè)=W參F設(shè)F參(4)
式中:Q設(shè)、Q參分別為桃源水庫壩址、桃源水文專用站洪峰流量;
F設(shè)、F參分別為桃源水庫壩址、桃源水文專用站控制面積;
n為面積折減系數(shù),一般取0.6~0.7,本文取經(jīng)驗值0.667;
W設(shè)、W參分別為桃源水庫壩址、桃源水文專用站洪量。
2.2.4" 瞬時單位線法
桃源水庫以上流域特征值由地形圖量算得到;流域內(nèi)產(chǎn)、匯流參數(shù)由《云南省暴雨洪水查算圖表實用手冊》(以下簡稱《手冊》)查得;設(shè)計面暴雨過程可直接采用桃源水文專用站的設(shè)計面暴雨過程;根據(jù)流域特征值以及查算得到的產(chǎn)、匯流參數(shù),采用瞬時單位線法推求桃源水庫設(shè)計洪水過程。
3" 桃源水文專用站設(shè)計洪水分析
3.1" 實測資料延長法計算分析
以桃源水文專用站與羊莊坪水文站同期2001~2004年、2011~2021年實測洪水資料為依據(jù),按1 a多次選樣,點繪兩站同場次最大24 h,72 h洪量相關(guān)圖;以桃源水文專用站2001~2004年、2011~2021年實測洪水資料為依據(jù),點繪同場次洪峰與最大24 h洪量相關(guān)圖,分析結(jié)果如圖3~5所示。由圖3~5可知,兩站同場次24 h,72 h洪量相關(guān)點據(jù)以及桃源水文專用站同場次洪峰與24 h洪量相關(guān)點據(jù)分布雖不算密集,但仍有一定的分布規(guī)律,在采用經(jīng)驗?zāi)抗蓝ň€時,從資料條件和安全考慮,相關(guān)線采用大致外包定線,各相關(guān)方程如下:
W24 h桃=0.140 W24 h羊+64.5(5)
W72 h桃=0.1028 W72 h羊+116(6)
Q桃=0.174W24 h桃+23.5(7)
式中:W24 h桃、W24 h羊分別為桃源水文專用站、羊莊坪水文站最大24 h洪量,萬m3;W72 h桃、W72 h羊分別為桃源水文專用站、羊莊坪水文站最大72 h洪量,萬m3;Q桃為桃源水文專用站洪峰流量,m3/s。
通過上述建立的線性關(guān)系,可將桃源水文專用站的年最大洪峰和年最大24 h、72 h洪量系列插補延長至1953~2021年。
將以上述確定的桃源水文專用站年最大洪峰及各時段洪量系列作為頻率分析樣本,以P—Ⅲ型理論頻率曲線為線型,用適線法確定桃源水文專用站年洪水統(tǒng)計參數(shù),成果見圖6~7。桃源水文專用站雖然經(jīng)插補延長后系列長度達(dá)到69 a,但沒有歷史洪水加入,根據(jù)SL 44-2006《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》:對于大型工程,用頻率分析法計算的校核標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計洪水如有偏小的可能,應(yīng)加安全修正值,修正值不宜超過計算值的20%[2]。本次計算得到桃源水文專用站2 000 a一遇校核洪水加20%的安全修正成果見表2。
3.2" 產(chǎn)匯流參數(shù)分析法計算分析
根據(jù)桃源水文專用站2001~2004年、2011~2021年的實測暴雨洪水資料,其中2013年實測最大洪峰流量為106 m3/s,另還有大于90.0 m3/s的兩次洪水,其控制范圍內(nèi)有桃源水文專用站和大干場、青場、興文雨量站的降水資料,具備分析該流域產(chǎn)、匯流參數(shù)的條件。
3.2.1" 設(shè)計暴雨及其時程分配
根據(jù)資料條件,本文采用3種方法分析確定設(shè)計暴雨:① 選擇相鄰劍川氣象站的暴雨統(tǒng)計參數(shù)作為流域設(shè)計暴雨(移置法);② 將興文雨量站的短歷時暴雨用劍川氣象站長短系列比值訂正后作為流域設(shè)計暴雨(比值法);③ 根據(jù)《圖集》查得桃源水文專用站流域重心處暴雨統(tǒng)計參數(shù)作為流域設(shè)計暴雨(查圖法)。不同方法得到的各時段點暴雨統(tǒng)計參數(shù)見表3。由于《圖集》中查得桃源水文專用站流域1 h暴雨Cv為0.40,《圖集》資料使用至2000年,但因為2017年劍川縣城發(fā)生大暴雨,劍川氣象站1 h暴雨Cv為0.46,鑒于桃源水文專用站距劍川縣較近,天氣系統(tǒng)和水汽來源有一定共性,將查圖法中的1 h暴雨Cv修訂為0.46。
由表3可看出,查圖法的各時段暴雨均值和Cv值最大。鑒于興文雨量站的暴雨資料較短,其反映的暴雨特性具有一定的偶然性,難以代表整個流域暴雨情況。雖然移置法依據(jù)的劍川氣象站資料系列長,但氣象站高程低于桃源水文專用站流域平均高程,未考慮地形因素的影響,有一定的局限性,而查圖法全面利用了水利、氣象系統(tǒng)的各種實測和調(diào)查資料,并參照地形、氣象條件等多方面因素,更符合流域特性,故設(shè)計暴雨統(tǒng)計參數(shù)采用查圖法成果。根據(jù)選定的暴雨統(tǒng)計參數(shù),設(shè)計暴雨成果如表4所示。
根據(jù)資料條件,按不利原則在本流域各雨量站實測降雨資料中挑選典型暴雨過程。經(jīng)分析,在2002年8月9日15∶00至8月10日14∶00場次暴雨過程中,從發(fā)生時間、量級、集中程度和主雨峰位置等方面綜合比較,興文雨量站基本能反映大洪水時暴雨的時間分布特性,且此次暴雨過程是雙峰,主峰靠后,對工程更不利,故選擇該次暴雨過程,以1,6,24,72 h點設(shè)計暴雨量折算成面雨量后,同頻率控制放大得到設(shè)計暴雨時程分配。
3.2.2" 產(chǎn)匯流參數(shù)確定
根據(jù)桃源水文專用站2001~2004年、2011~2021年實測雨洪資料,分析確定設(shè)計流域產(chǎn)匯流參數(shù)。
(1) 產(chǎn)流參數(shù)分析。本文擬定蓄滿產(chǎn)流方式,其蓄水容量曲線線型采用b次拋物線。根據(jù)流域水文氣象條件和下墊面特征參數(shù),初擬拋物線型蓄水容量曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式中涉及的最大土壤含水量Wm、拋物線指數(shù)B、流域消退系數(shù)kr和穩(wěn)定下滲率fc。
選用桃源水文專用站和大干場、青場、興文雨量站的2001~2004年降雨、蒸發(fā)資料,按蓄水容量曲線方程計算逐日徑流量,又參照降雨、徑流過程統(tǒng)計場次徑流量,并與實測徑流量對照。經(jīng)過多次試算后,當(dāng)B=0.3、Wm=120 mm、kr=0.952、 fc=2.14 mm/h時,計算的4 a共22場洪水中的徑流深與實測徑流深相比,相對誤差小于10%的占86.4%,其中主汛期徑流深大于50 mm的5場洪水中相對誤差小于10%的有4場,占80.0%,表明確定的產(chǎn)流參數(shù)比較符合實際。
(2) 地表水匯流計算。從桃源水文專用站的實測降雨及流量資料中,選取2013年7月25日23∶00的一次暴雨及相應(yīng)的流量過程作為推求經(jīng)驗單位線的依據(jù),該次洪水具有暴雨歷時短、雨強(qiáng)大、流域上降雨均勻及容易分割基流的特點。根據(jù)流域的大小、匯流時間的長短、雨量觀測方法,確定時段△t=1 h。采用直線分割法分割基流,地表徑流為實測流量減去基流。當(dāng)凈雨時段在3個時段以內(nèi)時,采用分析法推求經(jīng)驗單位線;當(dāng)凈雨時段超過3個時段時,采用試錯法推求經(jīng)驗單位線。
(3) 地下水匯流計算。設(shè)計暴雨過程按蓄水容量曲線方程進(jìn)行產(chǎn)流計算,推求地表和地下時段凈雨過程;將地下水的貯水結(jié)構(gòu)視為一個線性水庫。下滲的凈雨量為其入流量,經(jīng)地下水庫調(diào)節(jié)后的出流量為流域出口斷面的地下徑流出流量,聯(lián)立求解地下水蓄泄方程與地下水的水量平衡方程,即可得地下徑流匯流過程。
(4) 實測洪水檢驗。由于各次降雨時空分布與產(chǎn)匯流機(jī)制不同,各次洪水的匯流單位線可能存在一定的差異,需要進(jìn)行實測場次洪水檢驗。選擇桃源水文專用站2001~2004年年洪峰流量大于50 m3/s的6場雨洪資料,將各次降雨過程按前述方法原理進(jìn)行產(chǎn)流(B=0.3、Wm=120 mm、kr=0.952、 fc=2.14 mm/h)計算推求時段凈雨量;按匯流單位線進(jìn)行匯流計算地表徑流和地下徑流;基流按各次洪水起漲點流量計入。將地表、地下及基流3部分疊加可得洪水過程,將統(tǒng)計的洪水特征值與實測洪水進(jìn)行比較,結(jié)果如表5所示。由表5結(jié)果知:兩組洪峰流量相對誤差絕對值為0.86%~13.6%,其中流量誤差小于10%有5場,占83%;時段洪量誤差絕對值為3.7%~19.3%,其中絕對值誤差小于10%也有5場,說明取用的產(chǎn)匯流參數(shù)基本合理。
(5) 設(shè)計洪水推求。根據(jù)前述分析確定的產(chǎn)流參數(shù),將設(shè)計暴雨過程按蓄水容量曲線方程進(jìn)行產(chǎn)流(逐時段扣損)計算,推求地表和地下時段凈雨過程;根據(jù)經(jīng)驗單位線將地表凈雨過程演算為地表徑流過程;根據(jù)流域綜合退水系數(shù)及地下徑流總量計算,將地下凈雨過程按線性水庫逐時段演算地下徑流過程。地表、地下及基流3部分線性疊加后可得到各控制斷面設(shè)計洪水過程,計算結(jié)果見表6。
4" 桃源水庫設(shè)計洪水計算
4.1" 水文比擬法計算
桃源水庫壩址位于桃源水文專用站上游,流域面積相差僅13.7%。在現(xiàn)有資料條件下,以桃源水文專用站為依據(jù)站,采用水文比擬法推求桃源水庫壩址的設(shè)計洪水,其中洪峰指數(shù)和洪量指數(shù)分別取經(jīng)驗值0.667和1.0。方案1,2推求的桃源水庫設(shè)計洪水成果如表7所示。
4.2" 瞬時單位線法計算
桃源水庫壩址以上流域特征值由1∶50 000地形圖量算得到;查《手冊》可知設(shè)計流域產(chǎn)匯流均屬第5區(qū),產(chǎn)流有關(guān)參數(shù):土壤包氣帶最大含水量Wm=120 mm,洪水前期土壤含水量Wt=95 mm,降水徑流關(guān)系不平衡水量△R=10 mm,后期土壤平均損失水量為1.5 mm/h;匯流系數(shù):Cm=0.42,Cn=0.70。由于桃源水庫壩址與桃源水文專用站控制面積相差較小,設(shè)計面暴雨直接采用桃源水文專用站的設(shè)計面暴雨過程,根據(jù)流域特征值以及查算得到的產(chǎn)匯流參數(shù),采用瞬時單位線推求桃源水庫壩址設(shè)計洪水過程,計算成果如表7所示。
4.3" 成果選用
由表7可知,方案1和方案2這兩組設(shè)計洪水特征量有一定差異,其中各設(shè)計頻率下的洪峰、24 h洪量,以及0.05%~3.33%設(shè)計頻率的72 h洪量均是方案2成果較大,較方案1成果分別大8.3%~49.6%,5.0%~27.7%,1.7%~9.8%。5%~20%設(shè)計頻率下72 h洪量以方案2計算結(jié)果為小,較方案1成果小1.4%~19.2%。從洪水頻率分析計算的樣本系列看,桃源水文專用站僅有15 a的實測洪水資料,峰量系列雖經(jīng)插補延長達(dá)到69 a,但外延幅度過大,存在一定誤差,且洪峰流量系列為輾轉(zhuǎn)相關(guān)插補延長得到,代表性有限。從時段暴雨量統(tǒng)計參數(shù)看,方案2在進(jìn)行多方法比選后,設(shè)計暴雨取值符合本地區(qū)暴雨時空分布規(guī)律,產(chǎn)匯流參數(shù)由本流域?qū)崪y暴雨洪水資料分析得到并經(jīng)過合理性檢驗,其數(shù)值具有相對穩(wěn)定性和適應(yīng)性,且設(shè)計條件下的前期土壤含水量已考慮隨降雨減少而遞減的因素,與實際情況基本符合。從設(shè)計洪水成果看,在2 000 a一遇校核標(biāo)準(zhǔn)下,方案2的洪峰、24 h和72 h洪量分別較方案1大38.8%,11.7%和1.7%。綜上,從工程安全角度考慮,優(yōu)選方案2成果。
進(jìn)一步將方案2與方案3成果進(jìn)行比較,由表7可知,在設(shè)計頻率為0.05%~1%時,方案2計算的設(shè)計洪峰流量比方案3小16.5%~22.9%,而24,72 h洪量則分別大13.5%~19.9%,15.4%~33.8%。各設(shè)計頻率洪峰流量、5%~20%設(shè)計頻率下24 h洪量、20%設(shè)計頻率下72h洪量以方案2成果較小,較方案3成果分別小13.7%~32.6%,0.9%~3.7%,2.9%;其余設(shè)計頻率24 h洪量、72 h洪量以方案2成果較大。從地理位置上看,鑒于桃源水文專用站位于桃源水庫下游附近,流域面積相差小于15%,洪水過程具有相似性;從設(shè)計洪水成果上看,在推求桃源水文專用站設(shè)計洪水時基于不利原則選擇的雨洪過程,其更能反映桃源水庫流域的洪水特性。綜上,在兼顧工程安全的同時考慮投資因素,選取方案2成果作為桃源水庫設(shè)計洪水成果。
5" 結(jié)" 論
根據(jù)資料條件,本文設(shè)計了3種方案分別推求桃源水庫設(shè)計洪水,并對3組成果進(jìn)行了對比分析,其中,方案1成果最小,與方案2和方案3成果差異較大;方案2成果與方案3成果互有大小,總體上方案2設(shè)計洪峰成果較小、24 h洪量和72 h洪量較大;從樣本系列代表性、參數(shù)穩(wěn)定性、洪水地區(qū)分布規(guī)律及兼顧工程安全和投資等多方面綜合比選后,最終采用方案2成果作為桃源水庫設(shè)計洪水成果。
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(
編輯:江" 文
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Design flood analysis of Taoyuan Reservoir in Yunnan Province
SUN Yan1,2,JIANG Xiujuan1,SUN Zhicai3,HUANG Chaomei1
(1.Yunnan Institute of Water amp; Hydropower Engineering Investigation,Design and Research,Kunming 650021,China;" 2.Institute of International Rivers and Eco-Security,Yunnan University,Kunming 650091,China;" 3.Yunnan Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute Co.,Ltd.,Kunming 650021,China)
Abstract: In order to ensure safety of the construction of Taoyuan Reservoir in Yunnan Province,we used three schemes to calculate the design flood of Taoyuan Reservoir,and the calculation results were compared and analyzed.In scheme one,Taoyuan Hydrology Station was selected as the reference station,the design flood of reference station was calculated by using the measured data expansion method,and the design flood of Taoyuan Reservoir was calculated by using the hydrological analogy method.In the second scheme,Taoyuan Hydrologic Station was selected as the reference station,the design flood of reference station was calculated by using the method of runoff confluence parameter analysis,and the design flood of Taoyuan Reservoir was calculated by using hydrological analogy method.In scheme 3,based on the design rainstorm data,directly deduced the design flood of Taoyuan Reservoir by using the instantaneous unit line method.The results showed that the calculation results of scheme 1 was the smallest,and the calculation results of scheme 2 was similar to that of scheme 3.When the design frequency was 0.05%~1%,the design flood calculated by scheme 2 was 16.5%~22.9% smaller than that of scheme 3,while the 24 h and 72 h flood volumes were 13.5%~19.9% and 15.4%~33.8% larger,respectively.After comprehensive comparison and selection,the calculation results of scheme 2,which takes into account the engineering safety and investment economic benefits,was selected as the design flood of Taoyuan Reservoir.
Key words:
design flood; hydrological analogy method; instantaneous unit hydrograph method; Taoyuan Reservoir;Yunnan Province