某流域并联水库防洪库容研究

    

    【摘?要】文章对某流域并联水库的防洪作用进行了研究，通过对流域洪水地区组成特点进行分析，在满足流域防洪任务前提下分别提出两座并联水库防洪库容。通过文章研究，意在为水库规模确定及后期防洪调度提供参考。

    【关键词】防洪;库容;研究

    【Abstract】In this paper， the flood control effect of a parallel reservoir in a basin is studied. By analyzing the composition characteristics of the flood area in the basin， the flood storage capacity of two parallel reservoirs is proposed under the premise of meeting the flood control task of the basin. Through the article research， it is intended to provide reference for reservoir size determination and post-flood control.

    【Key words】Flood control;Storage capacity;Research

    1. 基本概况

    某流域上游由K河、T河两大支流组成，形成一个不规则的“扇”状水系，两大支流在X水文站汇合后始称A河。流域汛期洪水历时长，洪峰流量大，加之上游各支流尚未建设控制性水库工程，平原区又缺少高标准堤防，因此，防洪任务十分繁重，洪水已成为流域的主要灾害之一。根据流域整体布局，在K河上游规划有K库，在T河上游规划有T库，两座并联水库共同承担A河综合利用任务，其中防洪任务是其任务之一。因此，两库防洪库容确定至关重要。

    2. 防洪控制断面及安全泄量

    （1）防洪控制断面选择。

    根据流域经济社会发展状况及地域特点，流域重点防洪保护对象主要为X水文站以下的A市。该市作为地区政治经济文化中心，具有重要地位。考虑到流域重点保护对象A市主要分布在X水文站以下，且X水文站为A河的水量控制站，因此防洪控制断面选择X水文站断面。

    （2）防洪控制断面安全泄量确定。

    根据城市发展规模，A市防护等级为城市防护区Ⅲ等，防洪标准采用50年一遇。按照流域防洪工程体系建设情况，A市堤防建设标准最终达到30年一遇。因此，按照30年一遇行洪能力考虑，确定X水文站断面安全泄量为2762m3/s。

    3. 洪水地区组成典型设计洪水选择

    X水文站断面位于K河和T河汇合口，K库及T库位于上游山区段，至X水文站断面区间河道长，无控区间大，洪水地区组成较为复杂。结合流域防洪特点，洪水地区组成主要针对防洪控制断面X水文站断面，按照“两库一区间”进行分析。洪水地区组成采用典型年法，以下游防洪控制断面为总控制，从防洪控制断面的实测资料中选择有代表性、对防洪不利的大洪水作为典型。然后按典型年各分区洪量占断面洪量的比例，把下游防洪控制断面的洪水过程分配到各分区。

    3.1?典型年的选取。

    本次流域洪水地区组成典型年法计算典型年以最大7日洪量为标准，从大到小排列，选取1999年、1997年2005年等最大的前15场洪水为典型。

    3.2?设计洪水过程线放大方法。

    典型年法计算洪水地区组成所有分区的洪水过程线按照同倍比进行放大，考虑流域洪水历时和影响水库调洪的时段，选择X水文站断面以上分区最大设计3日洪量与典型年最大3日洪量的倍比放大各分区洪水过程线。

    3.3?设计洪水过程线合理性检查。

    （1）按照X水文站断面以上分区最大设计3日洪量与典型年最大3日洪量的倍比放大各分区洪水过程线后，分别统计放大后的K库分区、T库分区各时段的最大洪量，并与其设计洪量进行对比，得出相应时段洪量的重现期，从中剔除K库分区和T库分区入库洪水过程线显著超标的典型。

    （2）经设计洪水过程线合理性检查分析，设计典型年洪水过程线采用1978年、1981年、1983年、1984年、1987年、1998年、1999年、2001年、2002年、2005年、2007年共11个典型计算的成果。

    4. 水库防洪调度运用方式

    （1）考虑到流域洪水地区组成问题复杂，且流域整体预警预报体系尚未形成，难以准确测报山区水库至X水文站之间的区间洪水，因此水库防洪采用凑泄运用方式难度很大。结合流域特点，山区水库采用定泄方式参与下游河道防洪，其运行控制与管理相对简单，安全性高，因此两库防洪调度考虑采用固定泄量调度运用方式。

    （2）洪水地区组成采用设计典型年法选取了11场典型洪水过程，以能够防御绝大场次洪水为原则，确定K库防洪允许泄量为1550m3/s（3～4年一遇），T库防洪允许泄量为500m3/s（3～4年一遇），11场典型洪水中，可对其中10场洪水做到有效控制。根据洪水地区组成所确定的水库防洪允许泄量，当X水文站断面洪水小于安全泄量2762m3/s，K库及T库按照入库洪水来多少泄多少，但K库最大出库洪水不超过1550m3/s，T库最大出库洪水不超过500m3/s;当X水文站断面洪水达到安全泄量2762m3/s，且山区水库入库洪水超过防洪允许泄量时，K库按照1550m3/s控制下泄，T库按照500m3/s控制下泄。

    5. 水库防洪库容确定

    5.1?洪水调节计算。

    （1）流域重点防洪保护对象A市防洪标准为50年一遇，防洪控制断面为X水文站断面。根据流域防洪工程体系布局，采用“库堤结合”方式最终解决A市防洪问题，其中堤防建设标准30年一遇，通过K库及T库两库联合作用，将X水文站断面50年一遇洪水削减到30年一遇以内，以保证A市防洪安全。

    （2）K库及T库坝址至X水文站断面无控区间大，洪水地区组成复杂，针对防洪控制断面按照“两库一区间”进行分析，洪水地区组合采用典型年法，以防洪控制断面为控制，选择11个典型年，根据拟定水库调度方式，对各典型年进行洪水调节计算，成果见表1。

    5.2?防洪库容确定。

    从表1可以看出，按照拟定防洪调度方式，基本可满足A市50年一遇防洪保护要求。其中K库所需防洪库容范围为0～10717万m3，T库所需防洪库容范围为0～12889万m3。通过洪水地区组成确定水库防洪库容时按偏不利结果取值。根据本次分析结果，K库防洪库容最大值为10717万m3，次大值为7800万m3，最大值与次大值相差2917万m3;T库防洪库容最大值为12889万m3，次大值为11500万m3，最大值与次大值相差1389万m3。水库防洪库容按偏不利原则取值，同时考虑安全性及经济性两方面因素，选取次大值。则满足X水文站断面50年一遇防洪保护要求K库防洪库容确定为7800万m3，T库防洪库容确定为11500万m3。

    6. 结论

    某流域重点防洪保护对象A市防洪控制斷面为X水文站断面。根据防洪规划，流域整体防洪布局采用“库堤结合”方式，其中A市堤防标准按30年一遇建设，相应防洪控制断面安全泄量为2762m3/s。通过山区并联水库K库及T库联合作用，将X水文站断面50年一遇洪水削减至30年一遇以内，以满足A市50年一遇防洪保护要求。本文通过洪水地区组成分析，确定K库防洪库容7800万m3，水库防洪允许泄量1550m3/s，T库防洪库容11500万m3，水库防洪允许泄量500m3/s，根据水库的防洪调度运用方式，基本能够满足A市50年一遇防洪保护要求。根据洪水时空分布特点，防洪库容运用时间确定为6月～8月。

    [文章编号]1619-2737（2019）03-05-137

    [作者简介] 江晓锐（198.6-），男，籍贯：新疆伊犁，民族：汉，职称：高级工程师，主要研究方向：水资源规划、水利动能，工作单位：新疆水利水电勘测设计研究院规划所。