苏子河姚家山水利枢纽工程水库回水计算分析

何 淼

(辽宁省水资源管理集团有限责任公司，沈阳 110000)

1 工程概述

姚家山水利枢纽工程位于苏子河干流的新宾县上夹河乡南沟村姚家山河北屯下游1.2km处，是苏子河流域水能开发规划中穆家水库(大伙房水库输水工程出口)以下河段4级水电开发的第二级。姚家山水利枢纽工程是一座以发电为主，兼有防洪作用的中型水利水电枢纽工程。水库总库容5880万m3，正常蓄水位183.0m，相应库容3008万m3。50a一遇洪水校核。拦河坝总长360m，其中溢流坝段长180m，挡水坝段长180m。

电站坝址处多年平均可用于发电的流量为73.96 m3/s。经计算，电站总装机容量为3.75万kW，安装3台机组，单机设计流量为76.35 m3/s。电站多年平均发电量为9665.3万kW·h ，其中调峰发电量为8917.0万kW·h，常规发电量为748.3万kW·h，机组平均年利用小时数为2577h，日调峰时间为8h。该电站为辽宁省迄今为止装机容量最大的农村水电站。

2 水文气象

苏子河流域属大陆性季风气候，地处中温带湿润区，受山地气候影响，冬寒夏爽，温差大，气侯较湿润。流域内多年平均气温5.1℃左右，最高温度38.9℃，最低温度-40.5℃。年平均降水量760mm，降雨在年内分配极不均匀，6-9月约占全年降水的72%。多年平均蒸发量1050mm左右，最大风速为16m/s，最大冻土深139cm。

苏子河干流先后设过五个水文测站，其中占贝站的资料系列较长(26a)，因此，本次以占贝站为基础作为控制站，利用木奇、古楼和穆家水库站的流量资料进行插补，占贝站资料经过插补延长和还原计算后的天然径流系列共计45a系列。根据系列代表性分析，系列资料较为完整可靠包括了丰、平、枯水年，具有代表性。

经过频率计算，姚家山电站坝址多年平均径流总量为5.04×108m3，多年平均流量为15.98m3/s。50a一遇设计洪峰流量为3339m3/s，500a一遇校核洪峰流量为5989m3/s。

占贝站多年平均输沙量为22.82万t。由于上游穆家水库的拦截，水库基本属清水下泄，下泄沙量有限。姚家山坝址多年平均沙量只考虑穆-姚区间泥沙来量，按穆-姚区间与占贝站面积比计算。经计算姚家山坝址多年平均入库沙量为1.2万t。

3 水库回水计算分析

3.1 淹没补偿洪水标准

姚家山水利枢纽工程的淹没对象主要为耕地、园地、林地、农村居民点、以及公路、电力、电信及水利等工程。根据水利部《水利水电工程建设征地移民设计规范》(SL290-2003)，并参电力部《水电工程水库淹没处理规划设计规范》(DL/T 5064-1996)及姚家山水利枢纽工程运用方式，确定该工程淹没补偿处理的洪水标准为农村居民点按20a一遇洪水标准，耕地按5a一遇洪水标准，林地按正常蓄水位考虑，见表1。

表1 姚家山水利枢纽工程不同淹没对象淹没补偿洪水标准

3.2 起始水位与计算流量

姚家山水利枢纽工程建库前的计算流量采用计算频率洪水的设计峰值，起点水位由坝下水位流量关系查得。建库后由于水库对洪水的调蓄作用，回水计算按两种情况考虑，一是最高库水位及相应入库流量，二是最大入库流量(设计峰值)及相应库水位，分别对溢流坝方案和闸坝方案进行回水计算。两方案各频率回水计算的起始水位根据水库调洪成果确定。

两方案各频率水面线计算流量和起始水位详见表2和表3。

表2 姚家山水利枢纽工程不同频率起点水位及流量表(溢流坝方案)

表3 姚家山水利枢纽工程不同频率起点水位及流量表(闸坝方案)

3.3 地形资料

本次回水计算的地形图采用万分之一军委图，计算中的断面间距从万分之一地形图上量取。河道横断面则为现场测量的断面资料，从姚家山至穆家水库坝下的北头子共布置有14个断面。

3.4 糙率分析和选择

苏子河是一条山区和半山区河道，断面形态为单一河槽。经现场查勘，姚家山至丁山拐段基本属砂砾石河床，丁山拐以上河床多有卵石。经1995年洪水资料验证结果，并参考糙率表经验值选用。上述各河段的断面糙率为：姚家山坝址至丁山拐段n=0.032，丁山拐以上n=0.036。

3.5 水库回水计算

姚家山水利枢纽工程正常蓄水位为183m，相应水库面积为3.75km2。

水库回水计算时，建库后同一频率洪水水面线均按最高库水位与相应入库流量和最大入库流量与相应库水位两种情况考虑，最后取其二者外包线即为水库建库后的回水水面线。经计算姚家山枢纽两种布置方案(溢流坝方案和闸坝方案)的库区回水计算成果见表4、表5。

表4 姚家山水利枢纽库区回水计算计算成果表(溢流坝方案B=178m)

续表4 姚家山水利枢纽库区回水计算计算成果表(溢流坝方案B=178m)

表5 姚家山水利枢纽库区回水计算成果表( 闸坝方案 10×9m闸)

4 结 论

水库淹没范围是依据不同防护对象的设计洪水标准，考虑库区地质情况，按水库回水计算成果确定。林地征用线按正常蓄水位183m考虑；耕地、园地征用线按5a一遇洪水回水曲线确定；人口、房屋、电信等专项设施迁移(征用)线按20年一遇洪水回水曲线确定。水库回水末端按水利行业标准《水利水电工程建设征地移民设计规范》(SL290—2003)规定，水库回水末端的设计终点位置，在库尾回水曲线不高于同频率天然水面线0.3m的范围内，一般可采取水平延伸至与天然水面线相交，以此确定水库的淹没范围。姚家山库区溢流坝方案回水末端为S7断面，回水长度14.12km。