水利工程論文-考慮上游中小水庫影響的長潭水庫設計洪水調度研究摘要：對不同頻率的設計洪水按天然流域情況進行調洪演算，推求出長潭水庫相應頻率的調洪演算結果；對某一標準p的長潭水庫設計洪水，假定凡是校核標準低于p的中小水庫都潰壩，將各潰壩洪水過程進行河道洪水演進后與標準為p的長潭水庫設計洪水過程疊加并進行調洪演算，推求出相應標準p下的長潭水庫的調洪演算結果；指定某一標準p，假設僅當發(fā)生超過該標準的洪水時，中小水庫才統(tǒng)一發(fā)生潰壩，將各潰壩洪水過程進行河道洪水演進后與超過該標準的相應設計洪水過程疊加并進行調洪演算，推求出相應標準p的長潭水庫調洪演算結果；分別對上述調洪演算結果進行對比，定量分析不同設計標準條件下，流域內中小水庫的運行對長潭水庫調洪演算結果的影響，為合理制定長潭水庫運行原則提供科學依據(jù)。關鍵詞：設計洪水調洪演算校核標準潰壩洪水1問題提出長潭水庫位于廣東省梅州市蕉嶺縣石窟河長潭峽谷段中，壩址以上集水面積1990km2。水庫百年設計洪水位151.5m，萬年校核洪水位156.0m，正常高水位148.0m，汛期控制水位144.0m，發(fā)電極限水位134.6m，總庫容1.69108m3，屬季調節(jié)水庫。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和國家對水利水電建設的日益重視，流域內近年來先后修建了若干中小水庫，600104m3以上的水庫四宗，分別為東留水庫：集水面積為233km2，總庫容為2380104m3，按五十年設計，五百年校核；石磺峰水庫：集水面積為637.4km2，總庫容為3220104m3，按五十年設計；下壩水庫:集水面積為1100km2,總庫容為2295104m3，按五十年設計；竹嶺水庫:集水面積為558km2,總庫容為620.4104m3，按五十年設計。以上四個水庫，集水總面積為1891km2，占長潭水庫集水面積的95。中小水庫的建設對當?shù)貒窠?jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了一定的作用，但這些中小水庫設計標準相對較低。當流域內發(fā)生較小洪水時，各中小水庫將攔蓄部分洪水以滿足當?shù)毓まr業(yè)生產(chǎn)和生活用水的需要；當流域內發(fā)生大洪水時，各中小水庫為了自身安全將開閘放水；當發(fā)生超標準洪水時，某中小水庫可能發(fā)生潰壩。所有這些事件的發(fā)生都將對長潭水庫的防洪和安全運行產(chǎn)生影響。因此，研究上游中小水庫的洪水行為對長潭水庫設計洪水調度的影響，對確定長潭水庫運行原則有著重要的意義。2典型洪水頻率分析計算流域內修建中小水庫后，使流域的產(chǎn)匯流特征和水力條件發(fā)生了很大的變化。中小水庫一方面增加了長潭水庫防洪能力，但其調度的隨意性卻在一定程度上增加了長潭水庫調度的難度，對長潭水庫的防洪與水資源的綜合開發(fā)利用具有一定的影響。為了提高水庫的綜合效益，針對長潭水庫的實際情況，對重現(xiàn)期T=2030（P=5%3.33%）年間的洪水進行了系統(tǒng)研究。由于各中小水庫所在斷面無P=5%3.33%的洪水流量過程，故由暴雨過程經(jīng)流域水文模型產(chǎn)匯流計算推求出其洪水過程；用典型地區(qū)組合同倍比放大組成地區(qū)洪水；然后分別對各部分洪水進行河道演算，逐級演算至長潭水庫后將其線性疊加，推求出長潭水庫的入庫洪水過程；對長潭水庫入庫洪水過程進行調洪演算，推求出該重現(xiàn)期考慮上游中小水庫影響下的長潭水庫設計洪水調度成果1。長潭水庫不同頻率的設計洪水過程直接采用廣東省水利電力勘測設計研究院1995年11月研究的（廣東省長潭水電站水庫洪水復查報告中成果，見圖1。2.1典型洪水選取選取典型洪水的原則是既能滿足設計洪水對典型洪水的要求，同時還能代表流域內洪水地區(qū)組成的特點。由歷史資料分析后認為，1983年6月發(fā)生過的一場洪水（洪峰流量Qm=3281m3/s）大體上能滿足上述條件。故選取該場洪水作為典型洪水。2.2典型洪水暴雨資料按照天然流域劃分方法將長潭水庫壩址以上流域分為東留、東留石磺峰、石磺峰下壩、竹嶺和長潭區(qū)間5塊單元面積。每塊單元面積上選取3個雨量站，用加權平均法推求出每塊單元面積上的面雨量。2.3由暴雨資料推求洪水過程長潭水庫壩址以上流域地處南方濕潤地區(qū)，氣候溫和，雨量豐沛，由暴雨資料推求洪水過程選用在濕潤和半濕潤地區(qū)廣泛應用且行之有效的三水源新安江模型。模型的結構及計算方法大家都熟知，在此不再贅述2。根據(jù)1983年6月14日8時6月18日8時暴雨資料經(jīng)流域水文模型產(chǎn)匯流計算推求出其進入長潭水庫的洪水過程，見圖2。3水庫調洪演算根據(jù)長潭水庫水量平衡方程、水庫調度原則和入庫洪水過程經(jīng)調洪演算，推求出水庫下泄過程和各特征水位。3.1不考慮上游中小水庫影響不考慮上游中小水庫的影響(天然情況，下同)，分別對不同頻率的設計洪水進行調洪演算，成果見表1。3.2考慮上游中小水庫影響當流域內發(fā)生P=5%3.33%洪水時，上游中小水庫將攔蓄部分洪水，具有一定的調蓄作用。為了考慮其調蓄作用對長潭水庫調洪演算的影響，將1983年6月發(fā)生的洪水進行同倍比放大后得到P=5%3.33%長潭水庫洪水過程。分別按汛限水位144.0m保持不變和將汛限水位分別提高到144.5m、145.0m進行調洪演算，成果見表2。3.3上游中小水庫發(fā)生潰壩當流域內發(fā)生P=0.1%洪水時，根據(jù)上游中小水庫的設計標準，認為