黄栗树水库设计洪水成果复核及合理性分析

杨俊

摘要：文章采用流量资料推求方法，复核了黄栗树水库原雨量资料推求设计洪水成果，并对两种计算方法的差异进行分析、成果进行对比，经合理性分析，得出分析结论。

关键词：设计洪水;流量资料推求;合理性;

黄栗树水库位于全椒县城西北，襄河上游处，属于长江流域滁河水系，是一座综合利用多年调节的大（2）型水库，坝址以上控制来水面积262km2，总库容2.30亿m3。本文针对黄栗树水库原雨量资料推求设计洪水成果，采用流量资料推求方法复核，并进行成果合理性分析，對于本地区水库设计洪水计算与成果选取具有一定的参考意义。

一、水库设计洪水计算方法简述

根据资料条件，水库设计洪水通常可采用流量资料计算（实测或反推洪水频率分析）、雨量资料推算（实测暴雨或地区暴雨参数成果频率分析）、利用邻近资料地区综合法估算3种方法进行分析计算。而随着近年来雨情、水情站网建设，水文测报系统趋于完善，地区综合估算法应用较少。

二、原设计洪水成果

黄栗树水库原设计洪水成果是采用安徽省水利水电勘测设计院1984年编制的《安徽省暴雨参数等值线图，山丘区产汇流分析成果和山丘区中小面积设计洪水计算办法》（以下简称“84办法”）计算而得：单位线时段△t=1.08万秒，R3d～R24h净雨量按两天16个时段平均分配，根据综合流域特性K=0.54，按综合模型单位线（8时段复合线），可求得第一、第二天洪水过程线，按同时段叠加，即得各种频率设计洪水过程线。

三、本次流量资料推求设计洪水

1、洪水频率计算

1）洪峰流量

设计洪水计算，一般采用年最大值选样。洪峰流量每年只选取最大的一个洪峰流量。由于无实测资料，利用库水位、库容曲线、出库流量等资料反推入库洪水，经分析，黄栗树水库多年平均洪峰流量为393.2m3/s，最大值为2003年洪峰4546.7m3/s，第二位为2008年洪峰2262.9m3/s。其中，2003年的洪峰流量是多年均值的11倍之多，是2008年洪峰流量的2倍。

为合理确定2003年、2008年等大洪水的重现期，增进资料系列的代表性，本次设计查阅了地方水利志等相关文献资料，查得黄栗树水库洪水历史考证期到1931年，N为83年。将实测系列中的2003年2008年的样本作为特大值处理，和其他实测连续系列形成不连续系列洪水资料进行频率计算。经计算得，Cs=2.5Cv，Cv=1.80。

2）洪量

洪量采用固定时段独立选取年最大值。时段选定应根据汛期洪水过程变化、水库调洪能力和调洪方式以及下游河段有无防洪、错峰要求等因素确定。当有连续多峰洪水、下游有防洪要求、防洪库容较大时，则设计时段较长，反之较短。

本次计算洪量时段采用1d、3d分析，利用实测库水位、库容曲线、水库出库流量等资料反演推求入库洪水的洪量，并进行频率计算，得设计洪量成果。

2、典型洪水过程线

对黄栗树水库2003年、2008年入库洪水过程进行分析比较。2003年洪峰流量、1天洪量均为调查系列最大值，经排频洪峰流量达300年一遇;2008年3天洪量为调查系列最大值，洪峰流量达50年一遇。故以2003年入库洪水过程作为典型洪水过程线，据以放大求取各种频率的洪水过程线。

3、设计洪水过程线

采用同频率放大推求的设计洪水过程线成果，能够较好地反映流域洪水特性，并较少受所选典型不同的影响，满足水库枢纽工程防洪设计要求，适用于洪水的峰、量都对枢纽工程防洪安全起控制作用的工程。因此本次采用同频率放大法进行计算。

根据选择的典型年洪水过程及各频率设计洪水要素，采用同频率放大法计算各时段的洪水倍比关系，推求黄栗树水库各频率设计洪水过程线，经修匀后得到设计洪水过程线。

四、成果合理性分析

对设计洪水采用参数和设计值进行相互比较和合理性检查，从而分析设计洪水成果合理性。

1、与暴雨的频率分析计算成果比较

由于大暴雨的径流系数较小暴雨的大，汇流也较小暴雨的快，因此洪峰流量的Cv值大于洪量的Cv值，洪量的Cv值大于相应暴雨的Cv值。根据黄栗树水库上游各站的降雨系列频率分析，Cv值约为0.50～0.63，由洪峰流量和洪量资料分析，Cv值分别为1.20、0.92～1.15。

从上述分析成果来看，计算成果符合大暴雨的一般规律，计算各设计洪水基本参数是合理的。

2、本站洪峰流量和设计值对比

将各时段洪量除以相应时间转换成时段平均流量，绘制对照图显示，随着时段的增长，洪量的设计值和均值逐渐加大，而时段平均流量的设计值和均值逐渐减小。黄栗树水库流域控制面积262km2，流域面积相对全省其他大型水库较小，流域位于江淮之间，暴雨次数相对较少，从图中曲线来看，各点位置无突出的偏离，时段平均流量的设计值和均值减小梯度较小，符合流域面积小，暴雨次数少的地区洪水特征，因此该关系曲线的变化趋势是合理的。

五、与原设计洪水比较分析

原设计洪水成果是按“84年办法”计算而得，其设计洪水时段△t=3h，设计洪水过程共40个时段即5天过程。在原初设设计洪水5天过程线中，截取最大3天洪水过程，分别与按流量资料和降雨资料复核的设计洪水进行比较分析。

根据比较可知，由流量资料复核的设计洪水，各频率洪峰流量较原设计洪水成果偏大，而洪水总量均较原设计成果相当。从多年来降雨等水文情势比较分析，典型年2003年洪水较集中，峰高、量大，较为符合典型年选取标准;另外排频计算时考虑了不连续系列的方法，资料系列长度与精度与原初设相比更为具有代表性，洪量成果与原设计成果相差较小，在合理的偏差范围之内。

六、结论

黄栗树水库地处江淮分水岭的低山丘陵区，分析其洪水成因，为暴雨形成坡面径流所致，最大1天暴雨形成洪峰，最大3天暴雨形成洪量，洪水过程线特点为峰高且洪量集中在1～3天，河水陡涨、陡落;在洪量方面3天洪量较大，7天洪量除3天洪量外其余4天趋于平缓并基本接近。

由雨量资料推求设计洪水，涉及到流域暴雨的点面折算、时程分配以及面平均分布等间接推求过程，并需假定设计暴雨和设计洪水同频率;而由流量资料推求设计洪水，为按已发生典型洪水过程放大，产汇流特征更接近流域实际情形。结合洪水计算成果的合理性分析，并偏安全考虑，认为由流量资料推求设计洪水成果更为合理。

参考文献

[1] SL 144-2006.水利水电工程设计洪水计算规范[S].

[2] SL/T 278-2020.水利水电工程水文计算规范[S].

[3] 安徽省水利水电勘测研究总院有限公司.安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法，1984.

[4] 滁州市水利勘测设计院.全椒县黄栗树水库除险加固工程修正初步设计，2001.

[5] 滁州市水利勘测设计院.全椒县黄栗树水库防洪标准复核报告，2014.

[6] 江苏省水利勘测设计研究院有限公司.全椒县黄栗树水库除险加固工程初步设计，2017.

（全椒县黄栗树水库管理处 安徽 全椒 239500）