柯 帥,滿 庭
(信陽市水利勘測設(shè)計(jì)院)
對于河南省境內(nèi)無實(shí)測水位流量資料山丘區(qū)的中小型水利水電工程設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算方法,目前主要依據(jù)《河南省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集》中推薦的由暴雨資料推求洪水的方法,包括推理公式法和淮上法。推理公式法適用于流域面積200 km2以下,淮上法適用于流域面積200~5 000 km2的洪峰及洪水過程線的計(jì)算。文章討論推理公式法不同洪水過程線計(jì)算方法對水庫調(diào)洪結(jié)果的影響。
推理公式法計(jì)算內(nèi)容包括洪峰流量、洪量及洪水過程線,洪水過程線采用概化過程線疊加的方法進(jìn)行計(jì)算。概化過程線疊加時(shí)圖集中推薦了表2 和表3 兩種雨量時(shí)程分配表,表1和表2分別對應(yīng)圖集中表2和表3。
由雨量時(shí)程分配表計(jì)算各頻率逐時(shí)凈雨,凈雨過程按τ時(shí)段進(jìn)行分配成凈雨平均強(qiáng)度Rτ并繪圖,以各個(gè)τ時(shí)段的凈雨平均強(qiáng)度Rτ計(jì)算各次峰的洪峰流量Qi=0.29F,然后對應(yīng)于凈雨過程繪制底寬為2τ、頂高為Q(i主峰的頂高為Qm)的等腰三角形,連接三角形頂高形成24 h洪水過程線,調(diào)整各頻率過程線(主峰不變),量算過程線包含的洪量,使其與設(shè)計(jì)洪量相等,查出各時(shí)段對應(yīng)的洪峰流量值,形成洪水過程線。
利用以上兩種雨量概化時(shí)程分配表均可以形成洪水過程線,現(xiàn)以這兩種方法分別計(jì)算洪水過程線,對水庫調(diào)洪,比較不同洪水過程線對調(diào)洪結(jié)果的影響。文章選取瓦房莊水庫,瓦房莊水庫地處信陽市平橋區(qū)明港鎮(zhèn)三里井村,位于明河支溝上。瓦房莊水庫屬于小(2)型水庫,設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 a 一遇,水庫的流域面積F=4.53 km2,河道長度L=3.21 km,河底平均比降J=1/112。通過查算圖集分別以上述兩種雨量概化時(shí)程分配表計(jì)算的水庫設(shè)計(jì)洪水過程線見表3。
瓦房莊水庫泄水建筑物為開敞式溢洪道,溢洪道堰頂高程為92.20 m,堰頂凈寬14.20 m,泄量按寬頂堰流公式計(jì)算。
水庫調(diào)洪原則為:起調(diào)水位為92.20 m,水位高于92.20 m時(shí),溢洪道自由泄洪。
根據(jù)水庫的設(shè)計(jì)洪水、庫容曲線、泄流曲線按調(diào)洪原則采用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算,調(diào)洪時(shí)段取1 h,由以上兩種方法計(jì)算的洪水過程線分別調(diào)算的洪水成果見表4。
根據(jù)表4瓦房莊調(diào)洪結(jié)果可知,由圖集表2計(jì)算的洪水過程線調(diào)算的不同頻率洪水均高于由圖集表3 計(jì)算的洪水過程線調(diào)算水位,設(shè)計(jì)工況洪水位相差0.07 m,校核工況洪水位相差0.05 m,差別不大,在允許誤差范圍之內(nèi),二者調(diào)洪結(jié)果對水庫整體防洪影響不大。
通過對以上不同洪水過程線及水庫調(diào)洪結(jié)果的比較分析,采用圖集中表2和表3計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水對水庫調(diào)洪結(jié)果的影響不大,均可滿足工程設(shè)計(jì)要求,在設(shè)計(jì)工作過程中,可以對兩種方法進(jìn)行計(jì)算,并比較水庫的調(diào)洪結(jié)果,選取對水庫防洪不利的調(diào)洪水位較高的設(shè)計(jì)洪水作為設(shè)計(jì)洪水最終成果。
表1 24 h暴雨時(shí)程分配表
表2 24 h凈雨概化時(shí)程分配表
表3 瓦房莊水庫設(shè)計(jì)洪水過程線值表
表4 瓦房莊水庫調(diào)洪成果表