中小型水庫防洪抗旱能力的估算

雷 慶，李 強，許巍巍

(伊春水文局，黑龍江伊春153000)

水庫的防洪能力是指水庫在某一水位時，能安全防御多大暴雨洪水的能力。庫水位越低，空庫容越大，防洪能力也大;反之，防洪能力就小;水庫的抗旱能力是指水庫在某一水位時所蓄的水量，在沒有降雨的情況下，能滿足多長時間的灌溉需要而不至發(fā)生旱情。

1 降雨—徑流關(guān)系度確定

無論中型還是小型水庫規(guī)劃設(shè)計階段都要進行地形勘查、測量，建立水位—面積、水位—庫容曲線，特別是在水庫調(diào)度，調(diào)洪演算上經(jīng)常會用到。一般水庫也會建立氣象觀測點，監(jiān)控庫區(qū)以上面雨量，為防洪提供水雨情信息。

對于有條件的水庫，雨量資料齊全，可分析制做降雨徑流關(guān)系。降雨經(jīng)過滲漏蒸發(fā)、轉(zhuǎn)化成徑流進入庫區(qū)，其結(jié)果反映出庫容的變化。由水量平衡方程得出入庫、出庫流量的關(guān)系。

對于沒有觀測資料或觀測資料不全的中小型水庫站，可選擇流域面積大小、氣候條件、下墊面條件等要素相近似的流域降雨徑流關(guān)系移植到庫區(qū)。作為庫區(qū)的降雨徑流關(guān)系。

2 防洪能力計算

輸水設(shè)備可分為溢洪道、輸水洞、電站輸水洞等等，又可分為有閘無閘控制。這些因素都不影響防洪能力的計算。當前水位也可區(qū)分位于溢洪道底齊平、溢洪道底以下和溢洪道底以上等情況。計算防洪能力時也可以將放流、調(diào)洪因素考慮進去，原理不變。本文是在不考慮放流情況下的防洪能力估算。具體做法:將水庫水位進行分級，并查算相應(yīng)的庫容，以溢洪道底高程對應(yīng)的庫容(或汛限水位對應(yīng)的庫容)減去各級水位可以得到攔蓄洪水的空庫容，以毫米計算的攔蓄水量由下式計算:

式中:R為以mm計算的攔蓄水量;△V為溢洪道底高程對應(yīng)的庫容與各級水位的庫容差值;△F△為水庫集雨面積(km2)。

以mm計算的攔蓄水量相當于降雨后在水庫集雨面積上產(chǎn)生的徑流深。根據(jù)降雨徑流關(guān)系及前期影響雨量Pa(一般可分為干旱、一般和濕潤3種情況)得到在該Pa條件下的最大次雨量，即為水庫在不溢洪情況下尚可防御的最大次雨量。由計算結(jié)果可點繪出以Pa為參數(shù)的庫水位與允許最大次雨量關(guān)系見下圖。

圖1 某水庫溢洪道以下防洪抗旱能力查算圖

3 抗旱能力計算

各級水位對應(yīng)的庫容與死庫容的差值即為灌溉有效蓄水量?？购等諗?shù)與水庫灌溉面積，灌溉定額及渠道損失系數(shù)有關(guān)，計算公式如下:

式中:T為抗旱日數(shù);△V為水庫有效蓄水量;F為灌溉面積666.7m2;a為灌溉定額(以m3/666.7m2·d計);η為渠道損失系數(shù)。

由以上計算數(shù)據(jù)就可以點繪出各級水位于抗旱日數(shù)相關(guān)關(guān)系見圖1。

有了上述圖表就可以很方便的根據(jù)當?shù)靥鞖忸A(yù)報等相關(guān)信息及時調(diào)整部署工作，有的放矢，及早采取措施，以保證水庫的安全和合理運行。

某水庫集水面積33.5 km2。已知水庫的庫容曲線及水庫集水面積的降雨徑流關(guān)系。水庫溢洪道底高程26.50 m，死水位23.00 m。計算結(jié)果見表1。

4 結(jié)語

圖表法簡捷明了，使用方便，對于中小型水庫的防洪調(diào)度、抗旱應(yīng)急不失為一種有效手段，可根據(jù)天氣預(yù)報進行預(yù)判，積極采取措施，做到防患于未然。

［1］葉守則.水文水利計算［M］.北京:中國水利水電出版社，2006.

［2］韓承榮.水文預(yù)報方法［M］.北京:水利電力出版社，1979.

［3］李慧瓏水文預(yù)報與計算［M］.北京:水利電力出版社，1982.

表1 某水庫溢洪道以上防洪抗旱能力計算表