鄧義軍

【摘要】基于目前水庫(kù)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用工程水文過(guò)程的問(wèn)題缺陷，文章以實(shí)際工程案例分析了工程水文在水庫(kù)工程設(shè)計(jì)中的任務(wù)，并提出了工程水文在水庫(kù)工程中的設(shè)計(jì)運(yùn)用，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】工程水文；水庫(kù)工程設(shè)計(jì)；水文基本資料；徑流調(diào)節(jié)；供水資源運(yùn)用

引言

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，人們對(duì)水庫(kù)工程建設(shè)使用質(zhì)量的需求越來(lái)越大，這是保護(hù)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)成果的重要課題內(nèi)容。由于工程水文是影響水庫(kù)大壩工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，為此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將水文基本資料、徑流調(diào)節(jié)、供水資源以及泥沙等工程水文情況，來(lái)優(yōu)化水庫(kù)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。這是促進(jìn)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)背景下水利工程建設(shè)使用快速穩(wěn)定發(fā)展的重要組成部分，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)將其重視起來(lái)。

1、工程概況

遵義水源壩水庫(kù)工程地處遵義市紅花崗區(qū)水源壩村，距離遵義市26km左右，水源壩水庫(kù)上壩址以上集水面積803km2，主河道河長(zhǎng)58.96km，主河道平均比降3.95‰；下壩址以上集水面積832km2，主河道河長(zhǎng)60.54km，主河道平均比降3.81‰。

2、工程水文在水庫(kù)工程設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

2.1 水文基本資料運(yùn)用

設(shè)計(jì)流域湘江干支流設(shè)有高橋水文站、九節(jié)灘水文站、觀音閣水文站、湘江水文站。高橋站集水面積與設(shè)計(jì)壩址相差較大，且代表性不夠，不宜作為設(shè)計(jì)流域參證站。湘江站是湘江上游的控制站，控制集水面積554km2，測(cè)驗(yàn)精度較高，資料系列較長(zhǎng)，代表性較好，位于水源壩水庫(kù)上游約23km，與設(shè)計(jì)壩址集水面積差異較小，經(jīng)綜合分析，選定湘江（龍溪橋）水文站為本次設(shè)計(jì)的水文參證站，九節(jié)灘、觀音閣集水面積與上游紅巖、海龍水庫(kù)接近，可作為其水庫(kù)水文分析計(jì)算參證站，另設(shè)計(jì)流域附近的松林、金頂、高坪、湘江雨量站及遵義市、遵義縣氣象站可作為水文計(jì)算分析站。

2.2 泥沙情況運(yùn)用

經(jīng)地區(qū)水文報(bào)告中的水土流失資料，泥沙并沒(méi)有一個(gè)實(shí)測(cè)的資料來(lái)提供支撐，故水庫(kù)工程泥沙設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)《貴州省地表水資源》以及實(shí)地踏勘的結(jié)合來(lái)進(jìn)行參數(shù)確定。具體來(lái)說(shuō)，就是根據(jù)“貴州省多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)圖”，設(shè)計(jì)流域多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)涉及G=50t/km2～100t/km2、G=100t/km2～200t/km2、G=200t/km2～500t/km2三個(gè)分區(qū)，結(jié)合鄰近工程和流域內(nèi)踏勘泥沙情況，考慮面積加權(quán)因素，水源壩水庫(kù)上、下壩址多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)G=140t/km2，推移質(zhì)按懸移質(zhì)的20%計(jì)。

2.3 徑流調(diào)節(jié)運(yùn)用

由于本工程所處的徑流特性為，山區(qū)雨源型河流，徑流均由降水補(bǔ)給，系省內(nèi)降水徑流低值區(qū)之一，多年平均徑流深500mm左右。該區(qū)徑流洪枯懸殊，年內(nèi)分配不均，汛期5～10月徑流量占全年徑流量的77%左右；年際變化也較大，徑流變差系數(shù)0.30左右。為此，水庫(kù)工程設(shè)計(jì)人員就可根據(jù)這一特性，計(jì)算出湘江、九節(jié)灘以及觀音閣水文站徑流情況。具體來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員根據(jù)湘江水文站1971～2010年共39年（水文年）實(shí)測(cè)系列徑流資料，作頻率分析計(jì)算，得湘江水文站實(shí)測(cè)徑流系列年徑流深為472mm，還原后徑流深為524mm。經(jīng)計(jì)算，湘江水文站實(shí)測(cè)多年平均流量為8.29m3/s，11～4月平均流量3.85m3/s，最小月平均流量2.24m3/s；湘江水文站還原后多年平均流量為9.21m3/s，11～4月平均流量4.35m3/s，最小月平均流量2.81m3/s。根據(jù)九節(jié)灘水文站1971～2010年共39年（水文年）徑流資料，作頻率分析計(jì)算，多年平均流量為1.76m3/s，11～4月平均流量0.783m3/s，最小月平均流量0.393m3/s。根據(jù)觀音閣水文站1971～2010年共39年（水文年）徑流資料，作頻率分析計(jì)算，多年平均流量為1.85m3/s，11～4月平均流量0.824m3/s，最小月平均流量0.414m3/s。

對(duì)于水庫(kù)大壩壩址的徑流計(jì)算，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)水文站徑流計(jì)算結(jié)果，確定上、下壩址的集水面積，即803km2和832km2。而對(duì)于水源壩水庫(kù)上、下壩址徑流主要依據(jù)上游的湘江水文站徑流資料，依據(jù)SL278-2002《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算。因設(shè)計(jì)流域集水面積約為水文參證站控制集水面積的1.5倍，故采用面積加降水、徑流系數(shù)修正的水文比擬法比擬湘江水文站還原天然徑流計(jì)算壩址天然徑流。經(jīng)計(jì)算，上壩址天然多年平均流量為12.6m3/s，11～4月平均流量5.94m3/s，最小月平均流量3.83m3/s；下壩址天然多年平均流量為13.1m3/s，11～4月平均流量6.17m3/s，最小月平均流量3.98m3/s。

2.4 供水資源運(yùn)用

由于設(shè)計(jì)流域位于黔北暴雨區(qū)的邊緣，因此，為一般雨區(qū)。通常在5月份進(jìn)入汛期，10月份結(jié)束，大暴雨集中在6～9月，歷時(shí)1天左右。據(jù)遵義市氣象站1951～2010年共60年資料統(tǒng)計(jì)，實(shí)測(cè)最大一日降水量183.9mm（1995年6月23日），遵義市氣象站多年平均最大一日降水量為84.4mm。經(jīng)分析觀察，暴雨洪水特性有：峰高量不大，歷時(shí)不長(zhǎng)，一般為3～5天；洪水過(guò)程陡漲緩落，多為單峰型，中小洪水有的也呈雙峰型，復(fù)式洪峰很少出現(xiàn)。如表1所示 ，為湘江水文站各分期洪水成果。

為此，設(shè)計(jì)人員確定的洪水設(shè)計(jì)過(guò)程包括：由于水源壩水庫(kù)壩址處無(wú)實(shí)測(cè)洪水資料，因此，確定上游的湘江水文站集水面積是水源壩水庫(kù)壩址以上集水面積的0.67倍，且降水特性、下墊面條件基本相似。壩址洪水計(jì)算以上游的湘江水文站為參證站，以水文比擬法推求。24h、72h洪量與1日、3日洪量的換算關(guān)系根據(jù)洪水水文要素摘錄資料結(jié)合有關(guān)工程設(shè)計(jì)資料分析，分別為1.10、1.05，變差系數(shù)Cv考慮湘江水文站成果并結(jié)合地區(qū)變化規(guī)律選取，經(jīng)分析流域內(nèi)各水文站及鄰近工程面積影響指數(shù)，洪峰流量、24h、72h洪量的面積比指數(shù)分別為0.67、0.84、0.90。經(jīng)計(jì)算，上壩址洪峰流量為490m3/s，Cv為0.86，Cs/Cv為4.0；下壩址洪峰流量為502m3/s，Cv為0.86，Cs/Cv為4.0。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水庫(kù)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)建設(shè)是解決周邊人民群眾用水緊張問(wèn)題關(guān)鍵。然而，作用質(zhì)量卻受工程水文地質(zhì)條件的影響。為此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將工程水文報(bào)告中的資料進(jìn)行充分運(yùn)用，以降低泥沙、徑流以及洪水等水文問(wèn)題對(duì)水庫(kù)工程設(shè)計(jì)造成的不良影響，從而最大限度的保護(hù)地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的成果。

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