1、棉花滩水库建成后对青溪水库设计洪水影响研究摘要：采用由实测流量推求设计洪水的方法，分别以考虑棉花滩水库影响和不考虑棉花滩水库影响两种途径对青溪水库的设计洪水进行了分析计算。结果表明，棉花滩水库建成投入运行后对青溪水库的设计洪水有一定的影响，且对青溪水库防洪有益；青溪水库可以适当提高其汛限水位。 关键词：设计洪水 频率计算 汛限水位 防洪 1 问题提出青溪水库位于广东省大埔县境内，属韩江水系的汀江流域。坝址以上集水面积 9157km2。设计洪水位 73.14m，相应库容 6949104m3；校核洪水位 76.33m，相应库容 8470104m3；正常高水位 73.0m，相应库容6880104m3
2、。多年平均径流量 87.4108 m3，多年平均入库流量277m3/s，为日调节水库。近年来，随着经济的发展，流域内人类活动影响频繁，流域内先后修建了一些水利水电工程，对其影响最大的是棉花滩水库。棉花滩水库位于青溪水库上游 14km 处，坝址以上集水面积为 7907km2，占青溪水库坝址以上集水面积的 86.3%。设计洪水位 171.25m，相应库容 15.91108m3；校核洪水位 177.8m，相应库容 20.35108m3；正常高水位 173.0m，相应库容 16.95108m3。多年平均径流量 73.2108m3，多年平均入库流量232m3/s。水库以发电为主，兼有防洪、航运等综合利用
3、效能，属不完全年调节水库。研究棉花滩水库建成并投入应用后对青溪水库设计洪水的影响，对青溪水库的水资源规划管理、综合利用和水库的安全运行具有十分重要的意义。2 棉花滩水库设计洪水本次研究引用棉花滩水库的主要资料有：不同频率的设计洪水过程、水位库容曲线、水位泄流曲线和水库调洪演算规则。其中不同频率的设计洪水过程、水位库容曲线和水位泄流曲线来源于福建省棉花滩水电站设计报告 （上海水利电力勘测设计研究院） ；水库调洪演算规则来源于福建省经济贸易委员会文件（闽经贸电力【2003】229 号） 福建省经济贸易委员会关于福建省电力系统水电厂 2003 年水库洪水调度方案的批复 。棉花滩水库 1973 年 6
4、 月典型水库不同频率的最大洪峰及时段最大洪量见表 1，不同频率的设计洪水过程见图 1。3 青溪水库设计洪水青溪水库具有 19511994 年共 44 年实测和插补延长的天然洪水流量资料，19952001 年共 7 年入库洪水流量资料，并具有历史调查洪水资料。据 1993 年颁布并实施的 SL44-93水利水电工程设计洪水计算规范规定：“凡具有 30 年以上实测和插补延长洪水流量，并有历史调查洪水时，应采用频率分析法计算设计洪水。 ”因此，采用实测流量推求青溪水库设计洪水应是最直接、最有效的一种方法。3.1 不考虑棉花滩水库影响由实测流量推求设计洪水，需要全年最大洪峰流量，最大 24h、最大3d
5、、最大 5d 和最大 7d 的洪量系列资料。 3.1.1 洪水资料的一致性修正因 19511994 年为建库前天然洪水资料，而 19952001 年为入库洪水资料，因此需要进行资料的一致性修正，将 19511994 年的洪水资料修正为入库洪水资料。据资料分析，年最大 3d 洪量与年最大 5d 洪量、年最大 7d 洪量的相关关系建库前后无显著差异；年最大 24h 洪量与年最大3d 洪量的相关关系建库前后差异也不明显；年最大洪峰流量与年最大 3d洪量的相关关系建库前后存在一定差异。因此，为计算入库洪水，需将建库前的坝址洪水修正为建库后的入库洪水。修正时，采用年最大 3d 洪量与年最大洪峰分别建立建
6、库前后的相关关系，然后由建库前的年最大3d 洪量求出相应建库后的入库洪水年最大洪峰。利用式（3）对 19511994 年的天然洪水的洪峰流量进行修正，使其资料与建库后入库洪水资料保持一致。3.1.2 洪峰及洪量频率计算分别对年最大洪峰流量 Qm，时段洪量 WT（T=24h、3d、5d、7d）系列进行频率计算，推求出各种频率的洪峰流量QP（P=0.2、0.33、0.5、1）和时段相应频率的洪量 WTP。频率计算采用的经验频率公式为期望公式；线型采用规范规定的皮尔逊（P-）型分布；参数估计采用计算机目估适线法。计算方法大家熟知，不再赘述1。参数估计值和设计值见表 2。3.1.3 设计洪水过程的推求
7、为与棉花滩水库采用的典型洪水保持一致，也将 1973 年 6 月洪水作为典型，对该洪水过程进行同频率放大，推求出不同时期、不同频率的设计洪水过程2。计算公式见式（4） ，计算的典型洪水特征值见表 3。式中 Kt 最大 t 时段洪量相应洪量放大倍比；Kt2-t1最大 t2 时段至最大 t1 时段相应洪量的放大倍比；Wtpt 时段设计洪量(108m3)；Wtd t 时段典型洪水洪量(108m3)。3.2 考虑棉花滩水库影响青溪水库的入库洪水由两部分组成：一是棉花滩水库的下泄流量；二是两个水库之间区间面积上的流量。3.2.1 棉花滩水库坝址设计洪水的推求根据坝址洪水资料，对洪峰进行经验频率适线，洪量
8、仍然采用前述的成果，洪峰和洪量频率适线结果见表 5。4 青溪水库调洪演算成果根据不考虑棉花滩水库影响和考虑棉花滩水库影响得到的两组青溪水库设计洪水过程及水库调度原则进行调洪演算，成果与初设和 1995 年复查比较见表 67。5 成果分析及结论从表 6 可见，不考虑棉花滩水库影响时，本次计算成果与初设和 1995 年复查结果比较接近，既基本验证了初设和 1995 年复查结果的正确性，也说明本次采用的分析计算方法正确。从表 7 可见，考虑棉花滩水库影响，P=0.2%时，坝前最高水位比初设低了 1.41m；P=0.33%时，坝前最高水位比初设低了 0.80m；P=0.5%时，坝前最高水位比初设低了 0.55m；P=1%时，两者几乎相等。基本结论：棉花滩水库建成后对青溪水库的设计洪水产生了一定的影响，对水库防洪和水资源开发利用明显有益；可以适当提高其汛限水位。
