浅析电力工程受水库影响的水库出口设计洪峰流量

皮春冶 林海涛 赵 鹰

上海电力设计院有限公司

0 分析背景

依据《电力工程水文技术规程》（DL/T5084-2012）, 当电力工程位于水库、水闸下游，应分别按下列情况计算设计洪水：

若区间无较大支流汇入，且流域面积增加不大于3%，可直接采用与所需设计洪水同频率的水库、水闸下泄流量推算工程点设计洪水位；若区间流量较大，且距水库、水闸较远时，应考虑区间来水和河槽调蓄对水库下泄流量的影响，据此推算出与所需设计洪水同频率的设计洪水流量和设计洪水位。

当上游水库、水闸溃坝对电力工程有影响时，水库、水闸防洪标准中校核标准应高于电力工程防洪标准一个或一个以上等级，否则应计算水库溃坝洪水。防洪标准等级应符合现行国家标准《防洪标准》GB 50201的规定。

根据《电力工程水文技术规程》（DL/T5084-2012）规程的要求，可见计算水库出口的洪峰流量，对电力工程的影响较大，本文从以下几方面对受水库影响的水库出口设计洪峰流量计算进行分析说明。

1 收集资料

②当不需要考虑水库、水闸对电力工程溃坝影响时，即水库、水闸的设计标准不低于电力工程的设计标准，水库、水闸的下泄流量与电力工程不一致时，水库出口设计洪峰流量的计算需要根据收集到的水库调洪演算曲线、水库水位—库容曲线、起调水位、下游水位—下泄量曲线等资料进行计算。

③当水库、水闸的校核标准低于电力工程的设计标准时，应当按照水库、水闸的库容等资料进行溃坝洪水计算，作为电力工程受水库影响的水库出口设计洪峰流量。

④当水库、水闸的设计标准低于电力工程的设计标准，水库、水闸的校核标准不低于电力工程的设计标准时，水库出口设计洪峰流量的计算需要根据收集到的水库调洪演算曲线、水库水位—库容曲线、起调水位、下游水位—下泄量曲线等资料进行计算。

通过分析上游水库、水闸的设计资料，即可根据以上的几种情形，计算水库出口设计洪峰流量。出现情况①可以直接使用资料结果、出现情况③需要根据相关溃坝洪水的经验公式计算、出现情况②和④需要根据收集到的水库资料进行计算。由于情况①经常遇到，取值比较简单，情况③的计算比较简单，本文主要分析情况②和情况④下的计算。

当上游水库、水闸对电力工程有影响时，首先应当收集资料进行分析确认，主要收集的水库、水闸资料包括水库、水闸的设计标准、校核标准，设计下泄流量、校核下泄流量，水库、水闸的运行方式等。

2 分析资料

通过收集到的上游水库、水闸资料初步判断是否需要进行溃坝影响分析。具体分为以下几种情况：

①当不需要考虑水库、水闸对电力工程溃坝影响时，即水库、水闸的设计标准不低于电力工程的设计标准，水库、水闸的下泄流量与电力工程一致时，水库、水闸下泄流量即为电力工程受水库影响的水库出口设计洪峰流量。

3 利用水库资料计算水库出口洪峰流量

当不需要考虑水库、水闸对电力工程溃坝影响时，即：水库、水闸的设计标准不低于电力工程的设计标准，水库、水闸的下泄流量与电力工程不一致时，水库出口设计洪峰流量的计算需要根据收集到的水库调洪演算曲线、水库水位—库容曲线、起调水位、下游水位—下泄量曲线等资料进行计算。

当水库、水闸的设计标准低于电力工程的设计标准。水库、水闸的校核标准不低于电力工程的设计标准时，水库出口设计洪峰流量的计算需要根据收集到的水库调洪演算曲线、水库水位—库容曲线、起调水位、下游水位—下泄量曲线等资料进行计算。

通过收集到水库、水闸资料进行计算，资料包括水库调洪演算曲线、水库水位—库容曲线、起调水位、下游水位—下泄量曲线等。

首先利用水库、水闸降雨资料、水库、水闸流域汇水面积等水文情势资料，计算得到水库、水闸处与电力工程设计标准一致的洪峰流量。具体的计算方法有地区经验公式法、水科院法、水文比拟法等。利用以上几种计算方法，结合实际的水文情势，进行综合分析比较，最终确定符合实际满足设计标准的洪峰流量。

根据收集到的水库、水闸的水位—库容曲线、水库—下泄曲线、进行水库、水闸调洪演算计算，将水库、水闸的起调水位代入水库、水闸水位—库容曲线，将计算得到的设计洪峰流量作为入库洪水进行计算。

最后进行水库、水闸调洪演算计算，可以计算出水库、水闸在电力工程设计标准的设计洪峰流量下，水库、水闸的水位—库容曲线；根据水库、水闸库容—下泄流量曲线，查到水库、水闸最高水位下的下泄流量，根据以上计算过程，可以计算电力工程设计标准的下泄流量。此计算结果即为水库出口设计洪峰流量。

水库、水闸调洪演算的计算是一个复杂的计算过程，每座水库、水闸的调洪演算都不尽相同。水库、水闸调洪演算过程通过《工程水文气象分析计算制图系统（EHP V2．0）》水文气象软件实现（该软件由北京长兴视讯科技有限公司开发）。

4 小结

本文利用水文计算与水利计算相关的知识，适用于由于河流水系区域与资源条件限制，大部分河流水文站的数量有限或者水文站之间的距离较大，或者水文站的资料不能直接采用上下游水文站对比分析方法的问题。适用于河流水系没有满足要求的水文站资料，河流水系存在一定数量的水库、水闸，同时电力工程位于水库、水闸影响范围。

当水库、水闸的设计标准低于电力工程的设计标准，水库、水闸的校核标准不低于电力工程的设计标准时，水库出口设计洪峰流量的计算需要根据收集到的水库调洪演算曲线、水库水位—库容曲线、起调水位、下游水位—下泄量曲线等资料进行计算。解决了在水库、水闸下游电力工程受水库影响的水库出口设计洪峰流量计算问题，是对上下游水文站对比分析方法的一种补充。

当水库、水闸设计标准低于电力工程的设计标准时，常规的计算方法是计算水库、水闸溃坝洪水，并将溃坝洪水计算结果推演至电力工程地点，得到电力工程地点的设计洪峰流量。由于计算水库、水闸溃坝洪水多采用经验公式计算，人为影响因素较大，计算精度有限，而计算的结果往往会特别大，由此计算出的电力工程处设计洪峰流量结果偏于安全，增加了工程的投资。

验证结果的方法是进行上下游水文站对比分析。但是，由于区域资料限制，绝大部分流域水文站的数量不能满足计算要求。

采用合理的分析与计算方法，可以正确计算与电力工程设计标准一致的水库、水闸出口洪峰流量，计算结果安全、准确，在满足电力工程的安全要求的同时，也会节约很大的设计成本。

例如：计算某百年一遇设计要求的电力工程上游2 km 处有一水库，计算水库的溃坝洪水约为8 000 m3/s，而采用分析计算后，电力工程处设计标准百年一遇下泄流量仅为500 m3/s。满足安全要求前提下大幅节约设计成本。

通过分析上游水库、水闸的设计资料后，可以根据各种情形，分别计算水库出口设计洪峰流量。若区间无较大支流汇入，且流域面积增加不大于3%，可直接采用与所需设计洪水同频率的水库、水闸下泄流量推算工程点设计洪水流量和设计洪水位；若区间流量较大，且距水库、水闸较远，应考虑区间来水和河槽调蓄对水库下泄流量的影响，据此推算出与所需设计洪水同频率的设计洪水流量和设计洪水位。