孟家店水库防洪标准复核分析
2014-10-25马传华
马传华
(辽宁省丹东市水资源管理办公室，辽宁 丹东118000)
1 水库概况
孟家店水库位于葫芦岛市南票区缸窑镇孟葡村。水库枢纽由大坝、输水洞、溢洪道组成。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)规定，属山丘区，水库设计洪水标准应为20 a一遇，校核洪水标准应为200 a一遇，水库工程规模属于小(2)型水库，工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5 级。
2 不同频率设计暴雨复核
水库属无水文资料地区，本次复核采用1998年“辽宁省中小河流(无资料地区)设计暴雨洪水计算方法”进行计算。孟家店水库位于辽宁省水文分区Ⅵ1区。本地区年暴雨较集中，暴雨一般持续时间1～2 d，多集中在1 d 之内。暴雨汇流历时按下式计算:
式中:τ 为汇流历时，h;l 为河长，l =2.9km;j 为河道比降j =43.5‰;x、y 为系数x =0.64，y =0.67;τ=0.369，h。
2.1 设计暴雨均值P 均的计算
孟家店水库设计暴雨参数计算成果见表1。
2.2 设计暴雨面雨量PP 面的计算
水库流域面积仅4.53 km2，设计面雨量PP面计算公式为:
式中:KF为点面雨量折算系数，这里的折算系数可作为1。计算结果见表2。
表1 水库设计暴雨参数表
表2 水库设计面雨量PP面计算表
2.3 设计暴雨强度ip 计算
计算公式为:
式中:ip为定频率下汇流时间τ 历时设计暴雨强度，mm/h;Pp面定频率下τ 历时的设计面暴雨，mm;τ 为汇流历时，h。
不同频率设计暴雨强度ip计算见表3。
表3 水库设计暴雨强度ip计算表面
3 不同频率设计洪水复核
流域洪水主要由暴雨产生，暴雨历时较短，主要集中在1 d之内，大洪水呈单峰型，一次洪水历时一般在3 d左右，涨落历时短，一次洪水总量多集中在24 h内［1］。
3.1 不同频率设计洪水复核计算
3.1.1 设计洪峰流量计算
计算公式为:
式中:QP为定频率下设计洪峰流量面，m3/s;ψp为设计洪峰流量径流系数;ip为汇流时间τ 历时设计暴雨强度，mm/h;F 为流域面积，km2。
3.1.2 设计洪量计算
计算公式为:
式中:W三p、W(三－24)p、W24P分别为一定频率下3 d 洪量、3 d减24 h 洪量、24 h 洪量，104/m3;a三p、a(三－24)p分别为一定频率下3 d洪量径流系数、3 d减24 h洪量径流系;F 为流域面积，km2。
水库不同频率设计洪水计算成果见表4。
3.2 设计频率洪水调洪计算
3.2.1 推求设计洪水过程线形状系数
西部Ⅵ1水文分区设计洪水过程线形状系数计算公式为:
式中:rp为不同频率设计洪水过程线形状系;W24P为不同频率24 h设计洪量，104m3;QP为不同频率设计洪峰流量，m3/s。
3.2.2 不同频率参与调洪设计洪量计算
计算公式为:
式中:W调p为定频率参与调洪的洪量，104m3;W24P为定频率设计24 h洪量，104m3;QP为定频率设计洪峰流量，m3/s;τ 为汇流历时，h。
设计洪量计算见表5。
3.2.3 设计频率洪水调洪计算
水库为开敞式溢洪道，起调水位按溢洪道堰顶高程25.4 m开始起调。设计洪水过程线形状系数rp＜0.05，则采用以设计洪峰流量QP为最大流量、按式W调p = 0.67W24P+0.12QP× τ 计算出的W调p为洪水总量，洪水历时为T = 5.56W调p/QP的简化三角形过程线，不同频率参与调洪的洪量W调p (104m3)代入简化公式:
进行调洪计算。计算成果见表6、表7。
表4 水库设计洪峰流量及洪量计算成果表
表5 水库设计洪水过程线及参与调洪的设计洪量计算成果表
表6 水库5%设计频率洪水调洪计算表
表7 水库0.5%设计频率洪水调洪计算表
经过不同频率洪水调洪计算，本水库溢洪道翼墙高度(1.5 m)不能满足20 a一遇设计洪水标准的堰上水头(2.85 m)和200 a一遇校核洪水标准的堰上水头(4.69 m)高度要求［2］。
3.3 设计洪水特征值复核计算
本次复核对水库设计洪水特征值进行了复核计算，其计算成果与水库除险加固工程设计报告中的计算成果进行对比基本相符，对比成果见表8。
表8 复核设计洪水特征值与除险加固工程设计报告中的值对比表
3.4 设计洪水特征值复核结论
水库除险加固工程设计报告中的设计洪水特征值计算公式选取、参数选择符合规范要求，其计算成果与本次复核计算的成果基本相符。水库除险加固工程的设计洪水特征值的计算是正确可靠的，按除险加固工程设计报告的成果确定水库设计洪水特征值。
［1］张云，侯锴. 闹德海水库防洪标准复核评价分析［J］. 黑龙江水利科技，2009(03):134－136.
［2］沈英浩，杨桂红. 闹德海水库防洪标准复核评价［J］. 水利科技与经济，2010(03):319－321.
