入库洪水变形分析

赵建永

(河北省保定水文水资源勘测局，河北保定071051)

1 基本情况

太宁寺水库位于北易水河支流上，地理位置位于易县西陵镇太宁寺村。流域形状为长条形，上游大，下游狭窄，植被良好。该水库1957年动工兴建1958年竣工运行，控制流域面积8.1 km2，总库容102万 m3，兴利库容(正常库容)37.6万 m3，是座以防洪灌溉为主，以水库养殖、水上娱乐为辅的小(一)型水库。主坝为均质土坝，坝高19 m，坝长84 m正常水深11 m，水面面积156亩。

1975年实测该库水位—库容曲线，1976年在水库设立委托水位站，1978年在坝址上游1 300 m处，设立入库控制站，控制流域面积 5.85 km2。

入库上游设有:双塔、南水塔、北水峪、老奎沟四处雨量站，区间设有入库站、小胡家沟、水库三处雨量站，全部为自记观测。

2 洪水过程推算

2.1 入库洪水过程计算

入库洪水过程按水量平衡方程式采用下式计算。

式中:Q入为计算时取平均入库流量，单位以m3/s计;Q出为计算时取平均出库流量，单位以m3/s计;ΔW为计算时取始末蓄水变量，单位以万m3计;ΔT为计算时段长，以万m3计;Q蒸Q渗为库区蒸、渗量，考虑一次洪水时间不长，可不予考虑。

反推入库流，点绘入库过程线，根据所选时段，从过程线上查读入流。本文计算考虑时段小，用柱状图表示，以开始时间作为入库流量发生时间，不再予以平均。

2.2 河道洪水过程推求

2.2.1 马司京干法参数k、x的推求

根据马司京干法槽蓄方程;W=KQ'和水量平衡方程

Q'=Q下+X(Q上-Q下);试算 K、X值。X值一般在0～0.5区间，个别也有出现负值的情况。根据假定X值，按照Q'=Q下+X(Q上-Q下)求得 Q';以 Q'为纵坐标，W/ΔT 为横坐标，根据为横坐标，点绘Q'～W/ΔT关系曲线，如为直线，其斜率即为K值。如不为直线，呈逆时针变化，说明X值假设的小，需重新假设X值。见表1。

表1 X值试算表(1982年8月3日洪水)

用入库站洪峰流量和K、X值建立关系，根据点群分布基 本符合规律。见表2。

表2 太宁寺水库K、X参数计算表

2.2.2 区间洪水，因为流域面积小，故假定区间和入库站以上产流规律基本相同。则区间来水量只与降水有关，它等于入库流量过程乘以系数α。称入库系数法。

式中:Q库为反推入库流量之和;Q入为上游入库站流量之和。

2.2.3 洪水演算

用入库站的洪峰流量求得K、X值，用马司京干法演算河道洪水。

先求 C0、C1、C2值;见表3。

表3 马司京干流量演算法(1982年8月3日)

河、库洪水变形分析:建库后，坝址以上回水区内的原来河道被淹没，形成了人工湖，水深和水面面积增加。径流也形成两部分;一部分通过汇流断面进入水库，一部分直接以降水形式进入水库。另外由于回水区面面积和水深增加，糙率和比降减少，库区的波速加快，缩短了洪水传播时间。

1)从洪峰流量分析，将所求入库洪水过程和河道洪水过程对比分析，一般入库洪水涨水值偏大，落水值偏小。洪峰稍有增加，点绘河库洪水峰值关系图，入库洪水峰值增加3%。Q河=0.97Q库。

α值是个变值，降雨中心在上游α值小，雨量偏于下游α值也就增大。

2)从洪峰总量分析，洪峰总量上看没什么变化，点绘河、库洪水总量相关图，点群分布基本为一45°的直线。也就是总量大小基本不变。

3)涨洪历时的变化关系，建库后，洪水波在库内传播，较天然河道水深剧增，压力增大，波速加快，涨洪历时缩短。从过程线还可以看出入库洪水涨洪面偏大，落洪面偏小，洪峰出现时间提前。

表4 太宁寺河、库洪水推算成果及变形要素分析成果表

3 结论

小水库站能否作为区域代表站，通过太宁寺水库资料分析，无论是峰值还是总量虽有变化，从误差上讲完全符合要求。因此，建议水文站网可在小水库上做文章。

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