河口村水库设计洪水复核

杨长青，刘国平，张清明，李家豪

（1.焦作市引沁灌区管理局，河南 焦作 454002；2.陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西 西安 710000；3.水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心，河南 郑州 450003；4.河南省河口村水库运行中心，河南 焦作 454600）

1 流域概况

沁河流域发源于山西省沁源县霍山南麓二郎神沟。全长485 km，平均坡降2.16‰，流域面积13 532 km2。河口村水库坝址以上控制流域面积9 223 km2，占总面积68.20%，坝址处多年平均降水量627 mm，多集中于6-9 月，占年总降水量69.00%。沁河流域水系见图1。

图1 沁河流域水系图

沁河流域暴雨主要集中7-8 月，暴雨分布一般是由北向南递增，由流域周围山地向河谷递减。洪水主要由暴雨形成，具有陡涨陡落，洪峰呈单峰型或双峰型、洪量集中等特点，从洪水组成情况来看，沁河流域洪水主要来源于润城至五龙口区间，从洪水遭遇情况来看，较大洪水主要来源于沁河五龙口以上与山路平以上洪水遭遇。

2 防洪标准

河口村水库设计洪水标准为500年一遇，校核洪水标准为2 000年一遇。设计洪水洪峰流量8 820 m3/s，3 d洪量6.96亿m3，5 d 洪量8.48 亿m3，校核洪水洪峰流量11 410 m3/s，3 d 洪量8.77亿m3，5 d洪量10.59亿m3，水库总库容3.17亿m3，河口村水库防洪标准满足《水利水电工程等级划分及洪水标准》的相关要求。

3 水文资料

沁河流域现有7个水文测站，其中5个位于沁河干流，从上游至下游依次为孔家坡、飞岭、润城、五龙口、武陟。初设选取五龙口水文站作为河口村水库坝址设计洪水计算依据站。五龙口水文站始测于1953年，观测至今，集水面积9 245 km2，历史大洪水主要发生在1895年，调查洪峰流量5 940 m3/s，重现期127 a。

4 初步设计洪水

河口村水库位于张峰水库下游，受张峰水库影响后的河口村水库初步设计洪水，主要考虑张峰水库、张峰水库至五龙口水文站区间的设计洪水地区组成，经调洪计算，初步设计洪水采用五龙口、张五区间同频，张峰相应的洪水组成。河口村各频率的坝址设计洪水峰、量值见表1。

表1 河口村水库初步设计洪水成果表

5 设计洪水复核

5.1 2021年洪水分析

2021 年沁河流域流发生了有观测数据以来最大洪水，暴雨主要集中于山西省润城至河口村的区间内，其中“7·11”暴雨入库洪峰4 510 m3/s，创1895 年以来最高洪峰记录，来水总量1.30×108m3，“7·20”暴雨入库洪峰1 540 m3/s，来水总量2.02×108m3，“8·30”暴雨入库洪峰1 540 m3/s，来水总量2.02×108m3，“9·18”暴雨入库洪峰615 m3/s，“9·24”暴雨入库洪峰2 385 m3/s，10 月2-6 日秋汛，上游张峰水库最大泄洪流量1 139 m3/s。2021 年9 月26 日至2022 年2 月11 日，河口村水库基本上持续高水位运行。综合分析，2021 年最大洪峰流量4 510 m3/s，据“7·20”暴雨计算最大3、5、12 d洪量分别为1.69亿m3、2.51亿m3和3.56亿m3。

5.2 五龙口站设计洪水复核

此次将五龙口站洪水资料系列延长至2021 年，并将历史洪水加入到实测洪水系列进行频率计算。五龙口站洪水资料为1895、1943、1953-2021 年共71 a，其中1895 年洪峰流量达5 940 m3/s，作特大值处理，重现期为N=127 a，其3、5、12 d 洪量分别为4.86、5.92、9.80 亿m3；1943 年由于其洪峰流量仅有4 100 m3/s，小于1982年实测值4 240 m3/s和2021年反推值4 510 m3/s，故将1943年历史洪水按连续系列处理；除2021年外，延长序列2007-2020年沁河流域普遍降雨偏少，实测洪水量级不大。将延长后的五龙口站洪水资料系列按P-Ⅲ型曲线采用目估适线法进行参数调整，五龙口站设计洪水复核成果见表2。

表2 五龙口站设计洪水复核成果表

从复核结果可以看出，将资料系列截止年份从2006 年延长至2021 年，五龙口站洪峰和时段洪量系列的均值相比于延长前系列都有所减小，而CV值相比于延长前系列有所增加，主要是由于此次延长的2007-2021 年五龙口站所在流域除2021年外均未发生大水。2021年洪峰流量4 510 m3/s，与1943年洪峰流量4 100 m3/s和1982年洪峰流量4 240 m3/s值相当，未超出1895 年洪水洪峰流量5 940 m3/s；而2021 年最大3、5 d 等时段洪量在历史洪水中仅排名第9，对适线参数影响较小。

5.3 设计洪水复核成果

设计洪水复核采用五龙口、张五区间同频，张峰相应的洪水组成，五龙口站设计洪水采用计算成果，复核河口村各频率的坝址设计洪水峰、量值见表3。

表3 河口村水库设计洪水复核成果表

从复核结果可以看出，延长洪水资料系列至2021年，复核河口村坝址处设计洪水成果较原审查成果略有减小，但变化不大，表明2021年暴雨洪水未对设计洪水计算产生明显影响，河口村水库坝址处设计洪水仍推荐采用初设审定成果。

6 结语

河口村水库坝址设计洪水采用五龙口、张五区间同频，张峰相应的洪水组成，延长五龙口站洪水资料至2021年，按P-Ⅲ型曲线采用目估适线法参数调整，洪峰和时段洪量系列均值相比于延长前系列都有所减小，而CV值却有所增加，主要是此次延长的2007-2021 年五龙口站所在流域除2021年外均未发生大水。复核河口村坝址处设计洪水成果较原审查成果略有减小，表明2021年洪水未对设计洪水计算产生明显影响，河口村水库坝址处设计洪水仍推荐初设审定成果。