太河水库库区地形图测量及特征曲线复核

2018-05-09朱慧玲袁春雷

山东水利 2018年2期

朱慧玲，袁春雷

（淄博市太河水库管理局，山东淄博 255178）

太河水库位于山东省淄博市南部山区，淄河干流中上游，控制流域面积780km2，总库容18330万 m3，兴利库容11280万 m3，是一座集防洪、供水、灌溉、发电等综合功能于一体的大（2）型水库。

为充分利用流域雨洪资源，山东省水利厅将太河水库列入2016年水库增容工程项目。太河水库建设初期，山东省地矿局对太河水库库区进行了1∶10000地形图测量，并据此计算出了水库库容，绘出了水位～面积～库容关系曲线（以下简称“原成果”），该成果距今已50余年，由于多年来受自然和人为因素影响，库区地形有所变化。为了分析掌握人类活动和自然因素对库区地形变化的影响，为水库增容工程设计及工程管理提供准确的基础资料，2015年由山东省水利勘测设计院进行了太河水库1∶2000库区地形图测量和水库特征曲线复核。

1 库区测量

1.1 库区地形测量

1）平面控制测量。平面控制网采用GPS动态实时差分RTK技术布设的一级动态网，测量方法为由全球导航卫星系统连续运行参考网站（SDCORS）站点出发，采用GPSRTK卫星定位，测设基本平面控制点的平面坐标，该网共测设一级控制点55个。2）高程控制测量。采用四等水准网联测所有埋石点作为基本高程控制网，为地形图测量提供高程控制，其路线长度与闭合差等限差均按照四等水准精度要求控制。

1.2 1∶2000 地形图测量

1）水面以上陆地地形图测量。采用航摄综合法测图，用2013年山东省国土测绘院航拍获取的外业最原始影像数据，补充完成外业像控点采集，空中三角解算，立体侧图等。2）水下地形图测量。采用测量船上架设GPS接收机挂接珠海中海达HD310全数字双频测深仪的模式，由GPS接收机获取水下点的平面坐标，测深仪直接获取水下点的高程数据，完成水库水下地形测量，最终室内生成水下等高线。

1.3 水库库容计算与特征曲线绘制

地形图绘制完成后，勾绘不同高程的等高线，利用等高线容积法计算出不同起算面的水库库容，水位～面积～库容关系见表1，曲线见图1。

图1 新测太河水库水位～面积～库容曲线

2 测量成果分析

2.1 新成果与原成果对比

新成果与原成果对比情况见表1，特征水位相应水位、面积、库容关系对比见表2。

表1 水位～面积～库容关系成果对比表

表2 太河水库特征水位～面积～库容关系对比表

2.2 库容变化的原因分析

1）库容计算公式不同。原成果面积使用机械求积仪进行量算，新成果面积采用计算机全解析法量算，计算公式分别为：

将原成果用原方法和新方法计算的库容及其差值列入表1，可以看出两种方法计算的库容有差异，特别是在高程242m处，差异较大。

2）计算方法和精度不同。原水位～面积～库容关系曲线是在1∶10000地形图上计算而来，地形图采用小平板手工勾绘进行测量，等高距为5m，等高线中误差为1.7m。

新成果水位～面积～库容关系曲线是在1∶2000地形图上计算而来，地形图测量采用GPS+测深仪技术，等高距水下为0.5m，水上为1m，等高线中误差0.3m。

3）高程系不同。本次测算高程系统采用1985国家高程基准，原成果高程基准为1956年黄海高程系，1956年黄海高程系=1985国家高程基准+0.101m。为明晰水位～面积～库容关系的变化，且保持与以往成果高程基准的一致性，联测水库水文观测站的相关观测点，将本次测算成果转换至1956年黄海高程系基面见表1。

4）自然因素及人为活动的原因。分析自然及人为活动的对库容变化的表现及原因可分为以下几个区段：高程208m以下：水库面积减小、库容减小，主要原因一是汛期洪水入库时携带泥沙等冲积物在库底淤积，水库从建库至今的50年当中，从未进行过清淤；二是高程208m以上库区泥土被雨水冲刷至库底。高程在208～216m之间：水库面积增大、库容增大，主要原因是雨水将208m以上泥土冲刷淤积到库底；其次，2008年以前库区在这一高程区间有少量挖沙，造成库区面积增大，库容相应增大。高程在216～223m之间：水库面积减小、库容减小，主要原因一是土地平整及支流口淤积；二是224m高程以上削减山脊及风浪淘刷，岸坡泥土填充到该区段；三是大坝混凝土防渗墙工程施工时，排出的泥浆在此堆积造成淤积。高程在224～239m之间：库区面积增大、库容增大，主要原因是土地平整等人类活动导致地形变化；其次是风浪淘刷使两岸泥土填充到库底或较低高程；另外，保安全工程坝顶高程234.5m以上时，将坝轴线向下游平移了24.5m，对水库面积、库容有一定影响。高程在239m以上：库区新测面积、库容与原成果新方法成果趋于一致，变化不大。