探究小型水库工程规模的确定

宁 博 赵 彬

（安徽省水利水电勘测设计院 合肥 230088 淮河水利委员会治淮工程建设管理局 蚌埠 233001）

探究小型水库工程规模的确定

宁 博 赵 彬

（安徽省水利水电勘测设计院 合肥 230088 淮河水利委员会治淮工程建设管理局 蚌埠 233001）

水库规模的确定是小型水库工程设计中重要的前期工作，需要结合工程的任务与要求，利用地形、来水、用水等基本资料，通过一定的水文水利计算得到死水位、正常蓄水位、最高洪水位等水库各种特征水位。江西省兴国县里坳水库扩建工程在设计前期曾做了大量的水文水利计算及实地调查等工作，结合该工程实例对小型水库工程规模的确定进行了探究。

小型水库 工程规模 水文水利计算 设计洪水

小型水库、塘坝属农村水利基础设施，对其进行改造提升不仅能在灌溉、供水、防洪等方面发挥效益，还能促进国民经济发展，提高人民生活水平，保障社会稳定。安徽省“十三五”水利发展规划中多次提到继续实施小水库、塘坝等“八小水利”工程改造提升，足见其对夯实农村水利基础，全面加强农田水利建设具有重要意义。本文结合江西省兴国县里坳水库扩建工程设计前期所做的水文水利计算及实地调查等工作，探究了小型水库工程规模的确定。

1 工程概况

里坳水库位于江西省兴国县高兴镇水口村上游，座落于平江水系氵岁水下游支流，坝址以上集雨面积0.773km2，河长1447m，平均坡降75.2‰，现为塘坝，拟扩建为以灌溉为主，兼顾灌区农村人畜饮水的小（2）型水库。

里坳水库的主要任务是承担高兴镇水口村全村13个村民小组共1639亩耕地灌溉，以水稻、花生为主（水稻1400亩，花生239亩）；解决村内2660人、1000头大小牲畜的人畜饮水问题。

2 基本资料

2.1 径流

里坳水库坝址以上集水面积0.773km2，由于控制集水面积很小，无实测水文资料，故采用降水径流相关法推求坝址不同设计保证率的年径流深，最终计算结果与等值线图法比较得，里坳水库坝址P=80%典型年来水41.05×104m3。

2.2 设计洪水

设计流域内无实测流量资料，根据《江西省暴雨洪水查算手册》，采用由设计暴雨推求设计洪水的方法。首先通过查设计暴雨等值线图求取设计暴雨，然后通过产流计算推求设计净雨过程，最后通过汇流计算推求设计洪峰流量及洪水过程。其中，产流计算采用蓄满产流原理的降雨径流分析模型，汇流计算则采用推理公式法。

2.3 泥沙

里坳水库坝址以上流域内无实测泥沙资料，泥沙估算借用与本流域自然地理条件相似的翰林桥水文站泥沙观测资料，同时参考相关报告综合确定。

根据翰林桥水文站1958～1989年、2003～2011年的悬移质输沙率资料，其多年平均输沙模数为357.2t/km2，多年平均输沙量为96.05×104t。经与《江西省兴国县一江两岸拦河坝工程初步设计报告》中该工程坝址多年平均输沙模数取值（343.2t/km2）比较，两者较为一致。故此次设计里坳水库多年平均输沙模数取值为357.2t/km2。

图1 里坳水库设计洪水过程线图

2.4 用水

当地属水资源不稳定地区，作物以水稻为主，灌溉供水保证率在75%～85%之间取值，实取80%。

里坳水库供水主要为农村供水，具体分灌溉、农村人畜两部分。根据《江西省农业灌溉用水定额》（DB36/T619-2011），水稻生育期灌溉用水定额取值如下：早稻（80%保证率）取210m3/亩；晚稻（80%保证率）取350m3/亩。花生（80%保证率）灌溉用水定取88m3/亩。参照《2013年江西省水资源公报》，灌区人畜用水指标取用如下：农村生活100L/人·d、大牲畜130L/头·d，小牲畜40L/头·d。

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通过水量平衡计算，灌区合计需里坳水库供水量为40.67×104m3，其中灌溉需水量为27.86×104m3，农村人畜需水量为12.81×104m3。

2.5 库容曲线

坝址库容曲线根据库区地形图围量，见图2。

2.6 水库水量损失

水库水量损失由水库蒸发损失和渗漏损失两部分组成。因缺乏蒸发资料，采用《江西省水资源》（附表）提供的兴国站多年平均年蒸发量和多年平均的年内分配。将上述资料中的蒸发皿观测资料乘以0.98的折算系数，换算为水面蒸发量1159.9mm，陆面蒸发深由多年平均降水深与多年平均径流深之差求得，为707.8mm，则水库年蒸发损失深度为452.1mm。由此得到水库各月蒸发损失。渗漏损失根据库区地质条件估算，月渗漏量按水库当月平均蓄水量的1.0%考虑。

图2 里坳水库库容曲线图

3 水库特征水位

3.1 死水位

根据水文资料，此次设计里坳水库多年平均输沙模数取值为357.2t/km2，则悬移质年输沙量为276.1t，推移质年输沙量按悬移质年输沙量的30%考虑，则年输沙总量为358.93t。水库淤积年限根据规范取25年，则水库淤积库容约为4960m3，相应淤积高程为327.9m。

考虑泥沙淤积、引水穿坝涵管管径及顶缘淹没深度的要求，确定死水位为329.5m，死水位以下库容为2.447× 104m3。

确定死水位后，进行兴利调节计算，即在来水、需水及供水保证率已定的情况下，计算水库所需要的兴利库容，最终确定正常蓄水位。计算采用实际代表年法，即将水库坝址设计代表年来水过程系列和用水过程系列，按水利年进行逐月水量平衡计算。水量平衡计算公式如下：

式中：V（t）—t时段计算库容，×104m3；

V（o）—t上一时段计算库容，×104m3；

Q（t）—t时段来水流量，m3/s；

q（t）—t时段供水流量，m3/s；

W1（t）—t时段蒸发损失水量，×104m3；

W2（t）—t时段渗漏损失水量，×104m3。

最终确定里坳水库兴利库容为18.177×104m3，正常蓄水位为335.68m。

3.3 最高洪水位

里坳水库防洪标准按30年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。

调洪原则为：（1）按宽顶堰实际泄洪能力泄洪，起调水位与水库初拟溢流堰堰顶高程一致；（2）坝身放水涵洞不参与调洪。

拟定泄洪建筑物的型式：堰顶高程335.68m，堰顶宽度10m，单孔。

调洪计算在水量平衡和动力平衡的支配下进行，具体方法采用简化三角形法。最终确定里坳水库设计水位336.44m，校核水位336.69m，调洪库容4.522×104m3，总库容25.15×104m3。

4 结语

小型水库工程规模的确定是其工程设计中重要的前期工作，需要结合工程的任务与要求，利用地形、来水、用水等基本资料，通过一定的水文水利计算得到死水位、正常蓄水位、最高洪水位等水库各种特征水位。

本文结合江西省兴国县里坳水库扩建工程设计前期所做的水文水利计算及实地调查等工作，探究了小型水库工程规模的确定，对类似的小型水库工程具有一定的借鉴意义。实际工作中，小型水库工程经常遇到无实测水文资料等问题，对其规模的确定带来了不小的困难，因此最大限度地搜集和使用基本资料是十分必要的