青山水库工程设计论文

青山水库工程设计论文

1洪水特性分析

1.1暴雨及洪水特性

形成六股河流域暴雨的主要天气系统是华北气旋、高空槽和台风。经过调查,降水量>1500mm笼罩的面积达496km2,降水量>1000mm笼罩的面积为3210km2,降水量>500mm笼罩的面积为18000km2。由于暴雨中心位置的不同及笼罩面积变化,使得六股河各地洪水分布也不一致。六股河洪水全部发生在6—9月,其中又多集中于7、8月,以绥中站为例,年最大洪峰流量发生在7、8月的机率为83.3%。

1.2历史洪水

本流域的洪水主要是由暴雨产生,暴雨持续时间一般为1~2d,其中大部分在1d内降落。六股河一次洪水过程一般在3d以内,属于陡涨陡落河流。一次降水即形成一次洪峰,所以洪水过程线多为单峰。但如连续两次,也可形成双峰,如1962年7月24—26日连续两次降水形成了双峰。六股河洪水洪量比较集中,如绥中站多年平均最大24h洪量占3d洪量的68%,3d洪量占5d洪量的81%,5d洪量占7d洪量的88%,大洪水年较一般洪水年洪量更为集中。

2设计洪水

2.1历史洪水及其重现期分析

2.1.1历史洪水调查

六股河流域先后调查到较大的洪水有1930、1949、1959、1963年等,其中1930年为六股河历史上特大洪水。1993年又对前白水、绥中河段历史洪水进行了重点复核,对前白水站1949年洪水做了重新调查计算,绥中站1930年、1949年洪水在“汇编”中右岸跑水滩地糙率选用过大,也进行了调整。3.1.2洪水重现期的确定根据“辽河、大小凌河水系水灾历史资料辑要”、“辽宁省旱涝史记”、“华北、东北近500a旱涝史料”及“绥中县志”等文献记载,自1323年以来的675a间,六股河先后发生成灾洪水30余次。其中自1849年以来特大洪水发生3次,即:1849、1886、1930年等。洪峰重现期考证期定为1849—2008年,在这160a中发生了1849、1886、1930年3场特大洪水,无法认定3场大水的顺位,综合考虑认为1930年排在160a年来的第2位,即80a一遇。

2.2控制站绥中站与前白水站设计洪水

2.2.1洪水系列

六股河洪水系列选用1954—2007年,用年最大值法统计洪峰、最大24h洪量、最大72h洪量(以下称3d洪量)。

2.2.2前白水站洪峰与洪量插补延长

前白水站实测洪水资料为1964—1970年及1995—2007年共计20a,需插补1954—1963年及1971—1994年共34a洪水资料。1954—1962年洪峰,采用前白水与绥中洪峰相关插补,1959年、1963年洪峰采用洪水调查值。1954—1963年,最大24h、3d洪量,采用前白水站峰量关系插补。1971—1994年前白水文站,有瞬时水位过程,根据前1964—1970年及1995—2007年实测洪水过程,由水位过程插补出年最大洪峰流量及流量过程,再由流量过程求得最大24h及3d洪量。前白水水文站断面不是很稳定,涨水落水有绳套,但实测各场洪水的洪峰点据与所定的平均水位———流量关系曲线拟合较好,故认为该水位———流量关系可以应用。

2.2.3绥中站、前白水站洪水频率计算

2.2.3.1洪峰频率计算

洪峰频率计算考虑历史洪水,绥中站1930年洪峰为160a(1849—2008年)的第2位,1959、1949年洪峰分别为160a的第4位、第5位。前白水站1930年为160a的第2位,1949、1963年洪峰分别为160a的第4位、第5位。

2.2.3.2洪量频率计算

绥中站、前白水站最大24h洪量、3d洪量的频率计算,均考虑历史洪水,参数按不连序系列绘线读点补矩法计算。两站均没有调查洪量资料,绥中站1930、1949年洪量按绥中站峰量关系查补。前白水站1930、1949、1963年洪量按前白水站峰量关系查补。绥中站、前白水站洪量重现期考虑与洪峰一致,即1930年为160a的第2位,按不连序系列绘线读点补矩方法计算参数。

2.3设计洪水成果合理性检查

六股河各站设计洪峰和设计3d洪量与大、小凌河比较,成果略大,而与其西侧流域石河、狗河比较成果要小,符合这一地区洪水大小变化规律的。从绥中、前白水站各年实际峰、量关系和设计峰、量上看,设计峰、量关系线位于实际峰量点群中间,说明设计成果无较大偏差,比较合理。综上分析,绥中站、前白水站及前———绥区间的设计洪水成果基本合理。

2.4设计洪水及其洪水过程线

2.4.1坝址设计洪水

青山水库位于前白水水文站下游,前白水站控制集水面积1496km2,坝址以上控制集水面积1650km2,面积相差10%,故坝址设计洪水按前白水文站面积比方法推求,其中洪峰按2/3次方,洪量按1次方推求。

2.4.2设计洪水过程线

水库设计洪水过程线采用分时段同频率控制放大法,以设计洪峰流量、24h设计洪量、3d设计洪量分段控制放大前白水1998、1977年典型洪水过程线。经洪水调节计算,1977年典型设计洪水调洪水位高于1998年典型设计洪水调洪水位,原因是1977年典型峰前量占24h及3d洪量的比重比1998年大,因此枢纽设计洪水过程线最终选定1977年典型成果。4分期设计洪水根据施工要求和洪水的季节特性,青山水库施工期分为3个阶段:汛前(4—6月),汛期(7—9月10日)和汛后(9月11日—12月)。水库汛期(7—9月10日)设计洪峰采用青山水库坝址设计洪峰计算成果。非汛期洪水采用前白水站非汛期洪水面积比2/3次方推求。前白水站非汛期有1964.6—1971.5及1995—2007年计20a实测流量资料,可满足施工期洪水计算要求。按照审查意见本阶段前白水站加入了1965年6月15日洪峰流量738m3/s,计算汛前4—6月设计洪水。

作者:宋旸 单位:辽宁省水文水资源勘测局辽阳分局