渾江梯級水電站設計洪水復核分析

劉 力，鄒 浩（.丹東市水利勘測設計研究院，遼寧丹東8000；.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 300）

渾江梯級水電站設計洪水復核分析

劉 力1，鄒 浩2
（1.丹東市水利勘測設計研究院，遼寧丹東118000；2.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021）

文中分析了洪水系列延長后對桓仁、回龍山、太平哨設計洪水參數(shù)的影響，并通過分析論證，得出桓仁、回龍山、太平哨水電站壩址洪水，仍可沿用原審定成果的結論。

桓仁水電站；渾江；設計洪水

桓仁、回龍山、太平哨水電站是渾江中下游的三座大、中型梯級水電站，其設計洪水分析工作在上世紀60年代的桓仁電站設計、70年代的回龍山和太平哨電站的各設計階段進行過多次。

1972年太平哨初步設計時，對桓仁、回龍山站的設計洪水進行了全面系統(tǒng)的分析計算，重點對歷史洪水的考證、歷史洪水重現(xiàn)期的處理、以及實測資料的應用進行了分析，其洪水資料系列用到1971年。1973年8月水電部會同遼寧省建委，對太平哨初設報告進行了審查，同意該水文計算成果，之后，各電站設計洪水一直沿用太平哨初設審定成果。

桓仁、回龍山、太平哨水電站已于上世紀80年代初全部建成，距今已有30余年，電站建成后渾江流域又發(fā)生了1986年、1995年、2010年等大水，對設計洪水參數(shù)產(chǎn)生一定的影響，為完成各水電站大壩安全定檢工作，對大壩防洪安全評價提供科學合理的支撐，有必要對各水電站設計洪水進行復核分析。

1　流域及工程概況

1.1流域概況

渾江是鴨綠江右側的一大支流，發(fā)源于龍崗山東南山麓，自東北流向西南，流經(jīng)吉林省白山市、通化市、遼寧省桓仁縣、寬甸縣，于遼寧省桓仁縣沙尖子鄉(xiāng)下游約50 km處注入鴨綠江。

渾江全長435 km，流域面積15 414 km2，為山區(qū)性河流，沿程匯入的較大支流有十余條，桓仁水庫以下較大支流集中在右岸，桓仁水庫至回龍山水庫區(qū)間有大二河、大雅河；回龍山水庫至太平哨水庫壩址間有小雅河；太平哨水庫壩址以下有半拉江、漏河匯入。渾江蜿蜒曲折，河道多急灘哨口，坡度大，桓仁以上平均比降為0.0943%，全河平均比降為0.0630%。

1.2工程概況

渾江中下游于上世紀60年代至80年代初陸續(xù)建成了桓仁、回龍山、太平哨3座梯級水電站，各水電站以水能開發(fā)利用為主，其中桓仁水庫同時承擔有下游防洪任務，對渾江下游洪水特性有一定的影響。

1）桓仁水電站?；溉仕娬臼菧喗菁夒娬镜凝堫^，位于遼寧省桓仁滿族自治縣桓仁鎮(zhèn)上游約4 km處。壩址控制流域面積10 364 km2，占渾江流域總面積的67.2%。電站于1958年施工，1972 年7月竣工，主要任務是發(fā)電，同時承擔有下游桓仁縣的防洪任務?；溉仕畮焓菧喗闪鲀H有的一座年調(diào)節(jié)水庫，總庫容34.6×108m3，調(diào)節(jié)庫容8.2×108m3，調(diào)洪庫容12.6×108m3。

2）回龍山水電站。回龍山水電站壩址距上游桓仁壩址44 km，控制流域面積12 433 km2。電站于1969年開工，1977年竣工?；佚埳剿畮鞛槿照{(diào)節(jié)水庫，總庫容1.23×108m3，調(diào)節(jié)庫容0.18×108m3。

3）太平哨水電站。太平哨水電站位于遼寧省寬甸縣太平哨鄉(xiāng)葫蘆頭村，壩址控制流域面積12 961 km2，距上游回龍山壩址36.5 km。電站于1976年開始施工，1982年1月竣工。太平哨水庫為日調(diào)節(jié)水庫，總庫容1.82×108m3，調(diào)節(jié)庫容0.19×108m3。

2　暴雨洪水特性

2.1暴雨特性

受水汽來源、氣團活動和地形條件的制約，渾江流域暴雨走向多為南北向和西南東北向，雨量分布長軸與流域長軸平行。由于流域面積不大，上、下游暴雨起迄時間幾乎相同，整個流域能同時落在雨區(qū)之中。形成渾江流域暴雨的天氣系統(tǒng)有臺風、氣旋、副熱帶高壓邊緣的幅合擾動和高空槽等，特大暴雨多由兩種以上天氣過程遭遇所造成，暴雨中心主要集中在下游右側半拉江的上游、中游左側的東明、橫路和上游通化一帶。

渾江流域內(nèi)暴雨多發(fā)生在6月至9月間，大暴雨集中在7，8月份。一次暴雨一般歷時3 d左右，其中強度最大的暴雨量又集中在一天內(nèi)，最大一日暴雨占一次暴雨的50%以上。多年平均3 d暴雨超過120 mm。1960年桓仁以上三天面雨量達178.7 mm，1958年渾江下游右側支流半拉江上大柞樹溝站3天雨量達415.9 mm。

2.2洪水特性

渾江流域洪水由暴雨造成，洪水與暴雨相應，發(fā)生在6月至9月，全年最大洪水多發(fā)生在7月至8月，尤以8月最多。

渾江屬山區(qū)性河流，土壤被覆薄、地形起伏大，河道坡降陡，河槽調(diào)蓄作用小，故急驟強烈的暴雨形成陡漲陡落的洪水。由于一次天氣過程造成的暴雨歷時較短，而且主要集中在1 d時間內(nèi)，致使較大洪水多呈單峰型。一次洪水歷時7 d左右，漲洪歷時較短，從起漲到峰頂一般1 d左右，洪峰滯時約為6 h，退水歷時較長，一般6左右。一次洪水總量多數(shù)集中于3 d時間內(nèi)。下游沙尖子水文站3 d洪量占7 d洪量的63%以上，1960年特大洪水3 d洪量占7 d洪量的80%，可見洪量非常集中。

3　設計依據(jù)站及洪水系列采用

桓仁、回龍山、太平哨水電站壩址洪水設計的依據(jù)站為桓仁水文站和回龍山水文站，因此，這次重點對桓仁、回龍山水文站設計洪水進行復核。

桓仁、回龍山水文站的水文測驗工作始于1936年，在1942—1945年期間陸續(xù)停測，解放后五十年代初又恢復觀測，各水文站1971年以前的資料系列在太平哨初設時已進行了還原和插補，這次主要對1972—2012年洪水資料系列進行了還原。其中，桓仁站已受桓仁水庫調(diào)蓄影響，通過桓仁入庫流量過程采用馬斯京根法演進至桓仁站，還原成桓仁站天然洪水過程；回龍山站由桓仁站天然洪水過程演進到回龍山站，與桓仁～回龍山區(qū)間洪水過程相加求得，桓仁～回龍山區(qū)間洪水過程由回龍山入庫洪水過程減桓仁水庫出庫洪水過程推求。

通過這次還原計算，將桓仁、回龍山水文站洪峰、洪量系列延長到2012年，洪水系列為1936—2012年計77年。

4　歷史洪水及重現(xiàn)期的確定

桓仁、回龍山水文站站的歷史洪水在渾江各梯級電站設計時做過多次調(diào)查和分析，各站歷史洪水洪峰流量成果見表1。

表1　桓仁、回龍山站歷史洪水成果表

歷史洪水的定位根據(jù)流域洪水調(diào)查情況及實測資料綜合分析確定：將1888年洪水作為1755年以來第1位，重現(xiàn)期為258年；將1960，1935，1923三年洪水的重現(xiàn)期作為1888年以來的第2，3，4位。

5　設計洪水計算

5.1洪水參數(shù)計算

桓仁、回龍山站洪峰流量采用1936—2012年計77年系列，并計入1888，1810，1960，1935年和1923年歷史洪水組成不連序系列計算；設計洪量采用1936—2012年計77年連序系列計算。經(jīng)驗頻率采用數(shù)學期望公式計算，線型采用P-Ⅲ型曲線，參數(shù)用矩法初估并進行均值、Cv優(yōu)選，Cs/Cv按地區(qū)規(guī)律取2.5，最后根據(jù)適線及上、下游參數(shù)平衡分析確定采用的Cv值。

桓仁、回龍山壩址與桓仁、回龍山水文站的集水面積相差很小，桓仁壩址、回龍山壩址洪水直接采用桓仁站、回龍山站洪水。太平哨壩址洪峰、洪量參數(shù)用回龍山水文站參數(shù)按面積比轉換，其中洪峰用面積比的2/3次方、洪量用一次方。

5.2成果合理性分析

將桓仁、回龍山、太平哨壩址設計洪水成果及

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