特小水库防洪复核中的计算简化问题.doc

特小水库防洪复核中的计算简化问题 (帅移海、李俊辉）摘要：对集水面积和容积特别小、没有实测资料的特小水库进行防洪复核，主要运用查算图表、推理公式、借用参数等办法进行简化计算。本文对几种比较实用而且简单有效的方法进行分析归纳，提出可供参考的意见，在保证安全的前提下，实现计算结果的科学化、合理化。 防洪复核是小型水库除险加固的重要前期工作，也是工程设计的重要内容。湖北省现有水库5838座，其中小型水库5555座，而集水面积小于2km2 或者库容小于60万方的小水库就有3328座，占水库总量的57 %。这些水库属于小（2）水库中库容更小的部分，本文称之为特小水库。这些水库在进行除险加固或者单项整治时，都需要进行防洪复核计算。 防洪计算的理论基础是概率论和数理统计，是基于大量实测水文资料基础上的统计分析。有关防洪计算的技术标准和规范，一般都是针对大中型工程而制定的，由于特小水库具有流域面积特小、库容特小、调节能力弱的特点，也存在无专门管理机构、大坝质量差、无实测水文资料、原设计资料缺乏的重要缺陷，防洪复核计算中的许多基础条件不完全具备，不能直接套用规范规定的计算方法，只能进行简化计算。而这种简化主要是运用查算图表、公式、借用参数等办法，当这种简化计算符合一定的技术标准、满足一定的技术要求，才能保证复核的技术质量。 1、特小水库的暴雨洪水特点 特小水库一般处于流域上端，流域面积小，降雨发生时，基本处于同一雨区，可以忽略其面雨量分布的不均匀性；产汇流时间短，无河网汇流，主要是坡面汇流，形成洪峰时间段；由于库容很小，调节能力差，库水受降雨影响很直接；水位上涨快，洪峰是水库水量的控制因素；下垫面条件基本一致，流域汇流呈线性规律。基于这样的状况，将小流域暴雨洪水规律进行概化，也就是几项基本假定：一是流域的产流强度在时空分布均匀；二是暴雨洪水同频率；三是平均净雨强度的历时等于汇流历时。 2、防洪标准复核 特小水库属于小（2）型水库。根据国家《防洪标准》GB50201-94[8]的规定，小（2）型水库的主要建筑物属于V等5级。山区、丘陵区5级建筑物的设计防洪标准（重现期，下同）为30～20年、校核防洪标准为300～200年（土坝、堆石坝）；平原区、滨海区5级建筑物的设计防洪标准为10年、校核防洪标准为50～20年。 当山丘区、丘陵区的水库枢纽工程挡水建筑物的挡水高度低于15米，上下游水头差小于10米时，其防洪标准可按平原区、滨海区的规定确定；当平原区、滨海区的水库枢纽工程挡水建筑物的挡水高度高于15米，上下游水头差大于10米时，其防洪标准可按山区、丘陵区的规定确定。 对于消能设施，水利行业标准SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》[8]中规定，山区、丘陵区水利水电工程永久性泄水建筑物消能防冲设计的洪水标准，可低于泄水建筑物的洪水标准，4、5级泄水建筑物消能设计标准为20年、10年，并应考虑在低于消能防冲设计洪水标准时可能出现的不利情况。 在复核计算过程中，要根据对象水库的工程质量和当地防洪实际，在规定范围内恰当选定设计标准，尤其是大坝有安全隐患的，或者高水头大坝下游附近有民居者，宜适当降低设计标准，按偏安全考虑。 3、关于设计洪水 小型水库一般采用由暴雨推求设计洪水，由于没有实测降水观测资料，只能用查算图表法和暴雨公式法推算设计暴雨，然后再用推理公式或者经验公式推求设计洪水。 ——设计暴雨的推求 在特小水库流域内推求设计暴雨，由于到流域面积特小，可以不考虑暴雨的面分布不均匀性，也可以不考虑点面关系转换，把流域中心点雨量作为流域面雨量来计算。 在附近大流域（包含有设计对象的小流域）有不同频率设计暴雨Sp等值线图和暴雨递减指数n值分区图的，可以直接查取。没有这些图的，根据业已审查公布的《水文图集》或《水文手册》查得水库所在地P、Cv和Cs,算出Pp,再用下式计算Sp。 i=S/tn i—一定频率下时段平均暴雨强度；S--单位历时的暴雨平均强度，或称雨力，随气候区和重现期而变；t—时段历时，小时；n—暴雨递减指数，随地区及历时长短而变。 《水文图集》和《水文手册》中，有设计暴雨分配的雨型，可直接借用。 小流域设计暴雨的最长时段一般不超过24小时，最大3小时、最大6小时雨量对小流域洪峰流量的影响最大，暴雨时程分配一般可以采用最大3小时、6小时以及24小时雨量作为控制[1]。 在应用暴雨公式推求设计暴雨时，要注意两点：一是查算图表要用必威体育精装版成果。现水文部门已完成新的暴雨等值线图和暴雨特征值表，使用的雨量资料系列已延长到1998年，原有图表的年限太短，已不具备现实的代表性和可靠性，从使用情况来看，查出的雨量数值有差异。二是水库所在地附近很小范围内有雨量站并有历史暴雨调查资料的，可对该站的雨量资料进行频率分析，其结果可作为比对参考，如果参证站同