鄧小麗

（貴州聚龍項(xiàng)目投資咨詢有限公司 550081）

淺談水庫(kù)壩頂高程的確定

鄧小麗

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在河流、湖泊等水體上興建的水利水電工程或其他各種工程，都是為了抵御一定量級(jí)的洪水或荷載，滿足工程初始設(shè)計(jì)的功能需求。對(duì)于這樣一些工程，我們需要通過(guò)進(jìn)行防洪安全設(shè)計(jì)，確定合適的工程規(guī)模，來(lái)更好的避免防洪安全事故的發(fā)生。防洪安全設(shè)計(jì)的兩類課題在水文計(jì)算部分的性質(zhì)都是根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯旰樗匦?，預(yù)估工程運(yùn)用期間可能出現(xiàn)的洪水情況。

防洪安全設(shè)計(jì)；工程規(guī)模

通過(guò)對(duì)歸元溪水庫(kù)相關(guān)資料的分析計(jì)算，運(yùn)用雨洪法得到其設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪量，在設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)和校核洪水標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，以便于更好的保證歸元溪水庫(kù)更好的發(fā)揮其防洪作用和興利作用。

1 工程概況

歸元溪水庫(kù)位于黔東南州錦屏縣啟蒙鎮(zhèn)，所在河流為歸元溪，屬于清水江流域二級(jí)支流，一級(jí)支流為八洋河。歸元溪發(fā)源于一山峰，源頭高程898.2m，由西向東流經(jīng)歸元、便冒、于盤(pán)英處與右側(cè)小溪溝匯合，再向西北向玉泉、中寨、丁達(dá)，于良連處匯入八洋河。

歸元溪流域位于云貴高原東緣向湘西丘陵盆地的過(guò)渡地帶，地勢(shì)總體為西高東低、南高北低，山地海拔高程一般為550～915m，地勢(shì)起伏大，流域上游分水嶺地帶，地形復(fù)雜，兩岸多陡峻山峰，基本無(wú)耕地。流域內(nèi)最高點(diǎn)位于歸元溪發(fā)源地，高程898.2m，最低點(diǎn)位于歸元溪與八洋河的匯口處，海拔高程433.0m，最大相對(duì)高差465.2m。

水庫(kù)壩址以上集雨面積3.87km2，主河道長(zhǎng)2.54km，主河道坡降66.73‰，流域形狀系數(shù)f為0.6，流域幾何特征值θ為4.46。經(jīng)實(shí)地調(diào)查，水庫(kù)壩址以上無(wú)水利工程，僅有幾個(gè)年久失修的攔河堰，且在項(xiàng)目區(qū)流域內(nèi)暫無(wú)規(guī)劃的其他水利工程。

2 洪水分析計(jì)算

水庫(kù)壩址以上集雨面積小于10km2，屬小流域，最大1h暴雨均值及變差系數(shù)根據(jù)“貴州省最大60min暴雨均值等值線圖”及“貴州省最大60min 暴雨 Cv等值線圖”確定，取值為 42.0mm/h，Cv=0.40，Cs/Cv=3.5。

根據(jù)確定的暴雨參數(shù)、工程流域參數(shù)和項(xiàng)目流域內(nèi)巖溶植被情況，采用雨洪法計(jì)算得到歸元溪水庫(kù)壩址處的設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表1。據(jù)《貴州省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊(cè)》中的入庫(kù)洪水概化過(guò)程線坐標(biāo)，同時(shí)結(jié)合本流域的特點(diǎn)，可推求得本工程的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線。

表1 水庫(kù)不同頻率設(shè)計(jì)洪水成果表

3 工程規(guī)模

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）的有關(guān)規(guī)定，本工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模為小（1）型工程。工程區(qū)擋水建筑物、泄水建筑物、輸水總干管為4級(jí)建筑物；次要建筑物為5級(jí)建筑物，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。大壩采用鋼筋混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)。按規(guī)定選取30年一遇洪水為其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)計(jì)洪水洪峰流量QP=3.33%=67.3m3/s）；選取300年一遇洪水為其校核洪水標(biāo)準(zhǔn)（校核洪水洪峰流量QP=0.33%=100m3/s）。

歸元溪水庫(kù)采用不設(shè)閘門(mén)的自由表孔泄洪，溢流堰形式為開(kāi)敞式WES堰，堰頂高程為657m，孔寬8m，設(shè)1孔，根據(jù)公式Q=M·B·H1.5計(jì)算溢洪道的泄流能力。水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)的起調(diào)高程即為657m。

根據(jù)實(shí)測(cè)1：1000地形圖上量算得到水庫(kù)庫(kù)容曲線，查得起調(diào)水位對(duì)應(yīng)的起調(diào)庫(kù)容為96.8萬(wàn)m3。由水庫(kù)入庫(kù)洪水過(guò)程線、庫(kù)容曲線和溢流堰下泄流量曲線，根據(jù)水量平衡原理作調(diào)洪演算，計(jì)算得設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)下：P=3.33%，庫(kù)水位658.83m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容111萬(wàn)m3，最大泄量為41.9m3/s，下游水位613.65m；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)下：P=0.33%，庫(kù)水位659.5m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容116萬(wàn)m3，最大泄量為68.2m3/s，下游水位614.09m。

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001），壩頂高程＝水庫(kù)靜水位＋y，其中y為壩頂距水庫(kù)靜水位（正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位或校核洪水位）的高度，由下式確定：y＝R＋e＋A。式中：y-壩頂超高，m；R-最大波浪在壩坡上的爬高，m；e-最大風(fēng)壅水面高度，m；A-安全加高，m。歸元溪水庫(kù)為內(nèi)陸峽谷水庫(kù)，按規(guī)范采用官?gòu)d水庫(kù)公式分別進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水位、正常蓄水位及校核洪水位時(shí)的波浪爬高及最大風(fēng)雍水面高度計(jì)算，并按規(guī)范確定壩頂安全超高，由此計(jì)算壩頂高程，即為各種運(yùn)行情況的水庫(kù)靜水位加上最大風(fēng)雍水面高度和波浪爬高以及安全超高的最大值確定。計(jì)算成果見(jiàn)表2。

表2 壩頂高程計(jì)算結(jié)果表

計(jì)算結(jié)果表明，壩頂高程由校核洪水位情況控制，選定壩頂高程為660.00m，防浪墻頂高程為661.20m，壩頂高程高于校核洪水位（659.50m），設(shè)計(jì)采用的壩頂高程和防浪墻頂高程滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于水庫(kù)壩頂高程的確定，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)綜合考慮氣象、地形地貌及工程任務(wù)等因素，同時(shí)在水庫(kù)運(yùn)行后，也需對(duì)水庫(kù)水位進(jìn)行時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)了解水庫(kù)水位變化情況，方便對(duì)水庫(kù)的管理和洪水調(diào)度，從而有效的增加水庫(kù)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

[1]葉守澤.水文水利計(jì)算，中國(guó)水利水電出版社.

[2]《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（SL44-2006）[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.

[3]貴州省水利廳編，《貴州省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊(cè)》[M].1983.

[4]《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）[S].湖北：水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)，2000.

[5]《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）[S].湖北：水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)，2001.

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2016-6-2