新疆中葛根水库设计洪水复核及合理性分析

2018-03-25拓筱杨

陕西水利 2018年4期

拓筱杨

（新疆昌吉方汇水电设计有限公司，新疆昌吉 831100）

1 工程概况

中葛根河流域位于奇台县以南的博格达山东段北麓，准噶尔盆地东南缘，东西宽约9.3 km，南北长62.6 km，流域总面积582 km2，河道多年平均径流量为8460×104m3。中葛根水库恰好位于南部山区的末端，控制了中葛根河山区整个集水面积207.4 km2，是本流域施行径流调节的最佳位置。中葛根水库是以灌溉为主、兼顾防洪、发电的中型水利枢纽工程，设计总库容1364.84×104m3，兴利库容 1229.9×104m3，可使本流域 16.51 万亩土地的灌溉条件得到保证，到2020年，可增加有效灌溉面积4.31万亩。水库设计洪水标准为50年一遇，春、夏季洪峰流量分别为86.1 m3/s和231 m3/s；校核洪水标准为1000年一遇，春、夏季洪峰流量分别为150 m3/s和493 m3/s；导流设计洪水标准为夏季10年一遇，洪峰流量108 m3/s；校核洪水标准为夏季20年一遇，最大洪峰流量为159 m3/s。

2 水库设计洪水复核

对水库工程安全鉴定，开展相应的除险加固相关设计，需要进行水文复核，其主要内容为：水库工程所在地水文、气象相关资料的补充收集；水库运行相应的实测水文相关资料的利用；水库建成后，上游区域人类活动的实际影响以及水库大坝现状；水库设计洪水复核的分析和计算；水库相应的调洪计算以及水库大坝实际具备的抗洪能力评价。水文复核将为水库设计洪水提供具有较强参考性的基础依据[1]。

2.1 基本资料的搜集、整理及复核

水库工程基本资料，对水库工程水文状况分析计算以及复核发挥着基础性作用。遵循相关规范的具体要求，并结合设计洪水相应的计算要求，对水库工程所在地流域地理状况、河道特征、洪水以及水土保护等相关资料进行广泛收集和系统整理。充分利用暴雨洪水相关实测资料，强化对相关历史资料的有效运用。对病险水库进行安全鉴定，并开展除险加固相关设计时，要对水库工程在原设计阶段所参照的各类原始数据以及相关成果进行搜集，对水库运行期间各类新增的水文资料、气象资料以及流域变更等状况进行高度重视和有效应用。为有效保障水库设计洪水呈现出较高精度，要加强对相关暴雨洪水以及流域状况资料进行严格检查和科学评价，重点对暴雨洪水相关资料实施有效复核。在此过程中，及时发现并有效改正各类严重影响计算成果的问题以及相关系统性问题[2]。

2.2 复核计算方法选择

基于水库所在地流域地理状况和相关水文资料，主要采用三种方法对设计洪水进行复核。

（1）借助相关流量资料，对设计洪水进行科学推求。当水库坝址以及水库上下游区域附近地点具备超过30年的洪水流量实测资料以及插补延长资料，且具备调查历史洪水，可直接借助相关流量资料，进行频率分析，对水库设计洪水进行科学推求。当水库工程具有较长的运行期，且运行期间相应的水文资料具有全面性和可靠性时，可将水库运行相关资料作为依据，对历年入库洪水的具体过程进行还原，直接实现对入库设计洪水的准确计算。

（2）当水库工程所在流域缺乏洪水流量的实测资料，且水库运行期间相应的观测资料难以为设计洪水计算提供充分依据，但水库工程所在地区具备超过30年的雨量实测资料以及插补延长资料时，可对相关雨量资料进行利用，实现对设计洪水的合理推求。

（3）当水库工程所在地区缺乏相关流量资料，且不具备暴雨相应资料时，可采用地区综合法对设计洪水进行估算，也可采用本省所审定的《暴雨洪水图集》推荐的相应方法进。应用地区综合法要对设计流域特性呈现出的差异性进行考虑，并尽量利用近期大暴雨洪水相关资料进行有效检验[3]。

在中葛根水库工程中，主要根据暴雨相关资料对设计洪水进行推求，采用降雨径流相关曲线法计算产流，通过经验单位曲线法求得汇流。同时，依据库水位以及入库洪水对洪峰流量实测资料反推，进行洪水还原。

2.3 水库设计洪水复核

2.3.1 基本资料的选取和甄别

基本资料对水文计算以及复核发挥着关键性作用，故需要对相关基本资料进行科学选取和合理甄别。

（1）充分利用暴雨洪水实测资料，强化对历史洪水相关资料的高效应用。

（2）高度重视水库运行期间以及后续新增的各类水文气象相关资料，有效保障资料呈现出良好的一致性以及连续性。

（3）对各类相关基本资料进行科学选取和合理甄别，有效保障基本资料的可靠性，促进设计洪水计算实际精度的大幅度提高。

2.3.2 水文资料的一致性

严格复核各项水文资料，有效保障水文资料呈现出良好的一致性，进而确保设计洪水计算的精确性。为有效增强成果的合理性和可靠性，需要对洪水系列进行还原，使之具有一致性。可深入考察水库工程影响因素的具体特点，结合水库工程设计的要求，对“还原”或者“还现”进行选择，“还原”是指将洪水系列实现对天然状况的还原，“还现”是指将洪水系列实现对现状的统一[5]。

2.3.3 对上游工程的调蓄影响

对河流实施梯级开发，河流上游相应的梯级水库调蓄显著影响下游洪水。当设计水库上游存在较大水库以及泄洪工程等具备较强的调蓄功能时，工程调节后相应的下泄流量过程相对于设计水库相应的天然洪水过程呈现出相对较小的洪峰和时段洪量，且峰现时间相对延后。对除险加固水库工程进行设计洪水复核，需要考虑对上游工程的调蓄影响[6]。

2.3.4 坝址洪水与入库洪水的区别

由于水库实际地形条件存在差异性，坝址设计洪水与入库设计洪水二者呈现出一定的差异性。在特殊情况下，选用入库设计洪水作为设计依据。在进行水文复核计算时，选择坝址洪水或者入库洪水需要深入考察二者呈现的差别大小，并遵循水库调洪相关原则进行选择。

3 水库设计洪水复核成果的合理性分析

对水库设计洪水复核成果进行合理性分析，主要包括三方面内容。

（1）对水库工程设计洪水相应的设计洪峰流量和各个时段具体洪量成果以及相关参数呈现的合理性进行检查。

（2）开展地区性综合检查，主要检查方式有：①当水库工程所在流域存在较多的内测站或者已建工程时，应对流域上下游相应的设计洪水成果以及相关参数呈现出的合理性进行检查；②水库工程所在流域不具备对上下游相应的设计洪水成果以及相关参数呈现出合理性实施检验的条件时，可选择具有相似暴雨和流域特性的流域，对设计洪水相关参数呈现的地区合理性实施检查；③选择类型相同的水利工程相应的设计洪水成果以及相关参数进行对比检验。地区性综合检查要重点对相关设计参数呈现出的地区综合规律进行检查，并对频率相同的设计洪峰相应的模数呈现的地区分布具体规律进行检查。当设计洪水相关参数与实际成果有悖于一般性的地区分布规律时，要对具体原因进行分析，最终科学合理地确定设计洪水成果[4]。

（3）对比检查水库工程各个阶段相应的设计成果呈现的合理性。对各个阶段相应的设计洪水成果进行比较，对最终确定采用成果发挥着重要作用。在计算过程中，采用的资料及方法存在一定的差异性，难免造成设计洪水复核成果与相应阶段成果呈现出一定的差异性。对各阶段相应设计洪水存在的差异原因进行分析，并对各阶段相应的设计洪水成果进行科学评价。

结合水库实况和洪水复核三方面内容的综合分析，确定新疆中葛根水库设计洪水复核科学有效，为工程长期运用提供有力的支撑。