入庫洪水變形分析

趙建永

(河北省保定水文水資源勘測局，河北保定071051)

1 基本情況

太寧寺水庫位于北易水河支流上，地理位置位于易縣西陵鎮(zhèn)太寧寺村。流域形狀為長條形，上游大，下游狹窄，植被良好。該水庫1957年動工興建1958年竣工運行，控制流域面積8.1 km2，總庫容102萬 m3，興利庫容(正常庫容)37.6萬 m3，是座以防洪灌溉為主，以水庫養(yǎng)殖、水上娛樂為輔的小(一)型水庫。主壩為均質土壩，壩高19 m，壩長84 m正常水深11 m，水面面積156畝。

1975年實測該庫水位—庫容曲線，1976年在水庫設立委托水位站，1978年在壩址上游1 300 m處，設立入庫控制站，控制流域面積 5.85 km2。

入庫上游設有:雙塔、南水塔、北水峪、老奎溝四處雨量站，區(qū)間設有入庫站、小胡家溝、水庫三處雨量站，全部為自記觀測。

2 洪水過程推算

2.1 入庫洪水過程計算

入庫洪水過程按水量平衡方程式采用下式計算。

式中:Q入為計算時取平均入庫流量，單位以m3/s計;Q出為計算時取平均出庫流量，單位以m3/s計;ΔW為計算時取始末蓄水變量，單位以萬m3計;ΔT為計算時段長，以萬m3計;Q蒸Q滲為庫區(qū)蒸、滲量，考慮一次洪水時間不長，可不予考慮。

反推入庫流，點繪入庫過程線，根據所選時段，從過程線上查讀入流。本文計算考慮時段小，用柱狀圖表示，以開始時間作為入庫流量發(fā)生時間，不再予以平均。

2.2 河道洪水過程推求

2.2.1 馬司京干法參數k、x的推求

根據馬司京干法槽蓄方程;W=KQ'和水量平衡方程

Q'=Q下+X(Q上-Q下);試算 K、X值。X值一般在0～0.5區(qū)間，個別也有出現負值的情況。根據假定X值，按照Q'=Q下+X(Q上-Q下)求得 Q';以 Q'為縱坐標，W/ΔT 為橫坐標，根據為橫坐標，點繪Q'～W/ΔT關系曲線，如為直線，其斜率即為K值。如不為直線，呈逆時針變化，說明X值假設的小，需重新假設X值。見表1。

表1 X值試算表(1982年8月3日洪水)

用入庫站洪峰流量和K、X值建立關系，根據點群分布基 本符合規(guī)律。見表2。

表2 太寧寺水庫K、X參數計算表

2.2.2 區(qū)間洪水，因為流域面積小，故假定區(qū)間和入庫站以上產流規(guī)律基本相同。則區(qū)間來水量只與降水有關，它等于入庫流量過程乘以系數α。稱入庫系數法。

式中:Q庫為反推入庫流量之和;Q入為上游入庫站流量之和。

2.2.3 洪水演算

用入庫站的洪峰流量求得K、X值，用馬司京干法演算河道洪水。

先求 C0、C1、C2值;見表3。

表3 馬司京干流量演算法(1982年8月3日)

河、庫洪水變形分析:建庫后，壩址以上回水區(qū)內的原來河道被淹沒，形成了人工湖，水深和水面面積增加。徑流也形成兩部分;一部分通過匯流斷面進入水庫，一部分直接以降水形式進入水庫。另外由于回水區(qū)面面積和水深增加，糙率和比降減少，庫區(qū)的波速加快，縮短了洪水傳播時間。

1)從洪峰流量分析，將所求入庫洪水過程和河道洪水過程對比分析，一般入庫洪水漲水值偏大，落水值偏小。洪峰稍有增加，點繪河庫洪水峰值關系圖，入庫洪水峰值增加3%。Q河=0.97Q庫。

α值是個變值，降雨中心在上游α值小，雨量偏于下游α值也就增大。

2)從洪峰總量分析，洪峰總量上看沒什么變化，點繪河、庫洪水總量相關圖，點群分布基本為一45°的直線。也就是總量大小基本不變。

3)漲洪歷時的變化關系，建庫后，洪水波在庫內傳播，較天然河道水深劇增，壓力增大，波速加快，漲洪歷時縮短。從過程線還可以看出入庫洪水漲洪面偏大，落洪面偏小，洪峰出現時間提前。

表4 太寧寺河、庫洪水推算成果及變形要素分析成果表

3 結論

小水庫站能否作為區(qū)域代表站，通過太寧寺水庫資料分析，無論是峰值還是總量雖有變化，從誤差上講完全符合要求。因此，建議水文站網可在小水庫上做文章。

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