王光磊
(松遼水利委員會水文局(信息中心),吉林 長春 130021)
廟嶺水庫水庫主要由土壩、溢洪道、輸水洞組成,廟嶺水庫按50年一遇洪水設計,1 000年一遇洪水校核,設計洪峰流量209 m3/s,校核洪峰流量499 m3/s。水庫總庫容1 041×104m3,死庫容34×104m3,校核水位395.91 m,設計洪水位394.50 m,死水位382.50 m,水庫最大下泄流量250 m3/s。截至2008年末,廟嶺水庫歷史最高洪水位394.37 m,歷史最大入庫洪峰流量87.3 m3/s,歷史最大下泄流量50 m3/s。
倒木河流域位于吉林省中東部,岔路河右岸支流,發(fā)源于永吉縣雙河鎮(zhèn)大崴子村東南崴桃山。流域面積120 km2,河長22.2 km,河道平均坡降6.1‰,流域形狀近似扇形,屬山區(qū)性河流,地勢東南高西北低,上游河道坡度較陡、下游相對較平緩。流域內(nèi)海拔高程一般在278~450 m之間,最高山頂高程為826 m。河道較為順直,河底由礫石及河卵石組成。庫區(qū)內(nèi)山高林密,植被良好。該流域位于吉林省中東部,氣候?qū)俦睖貛Т箨懶约撅L氣候區(qū),春季干旱多風,夏季炎熱多雨,秋季晴朗氣溫日差變化大,冬季嚴寒漫長。各項氣象要素特征值以永吉氣象站為代表站,進行氣象要素統(tǒng)計。永吉氣象站多年平均降水量為677.4 mm,降水量年內(nèi)分配不均,主要集中在6—8月份,占全年降水量的 64.1%,7—8月降水量占全年降水量的47.6%。多年平均蒸發(fā)量為769.2 mm。
7月19日至7月28日溫德河流域普降大到暴雨,廟嶺水庫19日至28日累計降水量達412.0 mm,20日和28日出現(xiàn)124.3 mm和140.0 mm的特大暴雨。受前期降雨和此次強暴雨影響,山洪下泄,河水暴漲,廟嶺水庫一度出現(xiàn)險情,水庫全面開閘放水,下游群眾迅速轉(zhuǎn)移,村莊被淹,造成了巨大災害。使用廟嶺水庫降雨觀測記錄,分析確定最大6 h降雨量為140 mm,最大24 h降雨量為179.5 mm。
廟嶺水庫的設計暴雨參數(shù)計算,依據(jù)廟嶺水庫最大6 h設計暴雨成果P=50.5 mm,Cv=0.47,Cs/Cv=3.5。各重現(xiàn)期設計暴雨成果見表1。本次最大6 h降雨140 mm,重現(xiàn)期超百年一遇。
依據(jù)廟嶺水庫最大24 h設計暴雨成果,各重現(xiàn)期設計暴雨成果見表2。24 h暴雨179.5 mm,重現(xiàn)期為50年一遇。
表1 廟嶺水庫最大6 h設計暴雨
表2 廟嶺水庫最大24 h設計暴雨成果表
洪水痕跡的調(diào)查見表3。
表3 廟嶺水庫“7.28”洪水痕跡及洪水情況調(diào)查表
此次調(diào)查工作組對水庫運行情況進行了調(diào)查?;厩闆r為:當時水庫正在除險加固施工中,大壩防滲灌漿及溢洪道閘門修建正在施工,施工圍堰位于溢洪道閘門上方;7月28日早5:00時到下午14:00,一次特大降雨過程,致使庫水位6:00開始上漲;最高庫水位395.34 m(相應庫容961×104m3);9時水庫輸水洞開始加大泄洪15.0 m3/s,到 11:00 左右達 20 m3/s;14:00 左右施工圍堰開始過水,先是左側(cè)被沖開約3 m寬、后右側(cè)又被沖開約4~5 m寬、緊接著頂上開始過水(施工隊工程處經(jīng)理介紹);溢洪道4孔閘門右岸1孔全部開啟,閘門提出,其余3孔關(guān)閉;溢洪道閘上過水水深約0.40~0.50 m左右;溢洪道停止過水時間(施工圍堰合攏)在30日17:00左右,壩上水位為392.88 m。另了解到,施工圍堰堰頂高程395.50 m,圍堰標準為5年一遇。
經(jīng)調(diào)查得知:廟嶺水庫下游倒木河沿岸共涉及廟嶺、長崗、芹菜溝、黑石、大河川、鎮(zhèn)郊、雙河鎮(zhèn)7個村。此次洪水受災統(tǒng)計如下:農(nóng)田1 400.21 hm2,其中水田455.78 hm2(受災面積 5—8成106.73 hm2,8成以上247.76 hm2);旱田944.43 hm2(受災面積 5—8 成 320.59 hm2,8 成以上 540.61 hm2)。沖毀耕地173.4 hm2,水沖沙壓210 hm2。房屋倒塌130間。損毀小二型水庫1座、塘壩10座、攔河壩44個、閘門16座、堤防40 000,渠道42 000 m。沖毀村級道路4 400 m、橋梁15座、涵洞35處;社級道路20 000 m、橋梁41座、涵洞69處。
調(diào)查時對水庫下游(壩下)約500 m處以下過水河段進行了實地測量,共測3個過水斷面,實測記錄見表4。
表4 廟嶺水庫下游縱斷數(shù)據(jù)m
1)按調(diào)查時施測的過水斷面洪痕數(shù)據(jù)分析計算
根據(jù)比降面積法計算最大出庫流量,采用曼寧公式:
據(jù)此算得最大洪峰流量(水庫最大出流量)為80.6 m3/s。
2)按堰流公式估算。壩上最高水位395.34 m,堰頂(閘底)高程391.80 m,閘頂高程394.80 m,溢洪道進口寬14.7 m,單孔閘凈寬3 m、閘門高3 m。
①閘上過水部分:
其中m按下述公式(雷伯克公式)計算,b=12(3孔閘門上寬),H=0.54 m,P=3 m。
(斷面?zhèn)认蚴湛s系數(shù)按考慮)
算得流量為:6.97 m3/s。
②開啟的閘孔過水部分:
算得流量為:69.7 m3/s。
③總出流量為:6.97+69.7+20(輸水洞)=96.7 m3/s。
3)取用結(jié)果。分析計算結(jié)果取上述2種方法的平均值,即:
4)入庫洪水計算。根據(jù)水情報汛數(shù)據(jù)和廟嶺水庫提供的水庫蓄泄情況記載表的數(shù)據(jù),反推入庫洪水過程,經(jīng)計算,此次洪水時段最大入庫流量為142.1 m3/s,24 h 入庫洪量 736×104m3,總?cè)霂旌榱? 070×104m3,出庫最大流量 89.0 m3/s。
依據(jù)廟嶺水庫設計洪峰流量計算成果和設計洪量計算成果,各重現(xiàn)期設計成果見表5,2 h時段最大入庫流量142.1 m3/s,重現(xiàn)期為20年一遇洪水;24 h入庫洪量736×104m3,重現(xiàn)為超百年一遇洪水。
此次暴雨降水量大,雨強大,最大6 h降水量達140 mm,超百年一遇,加之受前期降水影響,水庫集水面積較小,此次暴雨匯流時間短,因此此次洪水峰高量大,漲落急劇。洪水調(diào)查計算的最大出庫流量為88.6 m3/s,水庫報汛最大出庫流量89.0 m3/s,通過對比,得出結(jié)論:調(diào)查結(jié)果可靠合理。在此次洪水過程中,水庫削峰率為65.5%,入庫水量為 1 070×104m3,水庫攔蓄水量 286×104m3,攔蓄水量占入庫水量的26.7%,因此,廟嶺水庫在本次洪水中削峰、攔蓄的功能,為下游群眾轉(zhuǎn)移提供了寶貴時間,為減輕下游災害發(fā)揮了巨大作用。
表5 廟嶺水庫設計洪水成果表
[1]SL 196-97,水文調(diào)查規(guī)范[S].