大埔縣梓裏水庫設計洪水復核計算

論文類別:工學論文 > 水利工程論文
論文標簽:水庫論文
論文作者: 張建林
上傳時間:2006/2/23 15:32:00

摘要:根据廣東省規定的小型水庫達標验收標準,《水庫洪水復核及防洪安全校核》的要求,提高了原設计標準P=5%和校核標準P=0.5%,對梓裏水庫設設計水位P=2% P=0.2%,進行復核。

關鍵詞:水庫 洪水復核 流量

水庫概况

梓裏水庫位於我縣三河鎮梓裏村,於1970年動工興建,1973年10月竣工,屬小(一)型水庫。壩頂高程為49.9m(基準高程为假設高程),最大壩高29.5m,總庫容約為139m3,集發電、、灌溉、種養於一體的综合利用的水庫,周邊植被較好,故水庫淤積較少,且水質良好。據1974年《大埔縣水利水電工程技術資料匯编》,梓裏水庫原設計標準為P=5%,洪水位為47.54m,校核標準為P=0.5%,洪水位為48.45m。

二、基本資料

1、集水区域下墊面情況

梓裏水庫集水區內大部份屬高丘區,局部为低山及低丘,土壤以砂壤土為主,水性屬中上,植被中等,屬針葉林為主的灌木草坡。

2、工程審核標準

根據國家《標準》(GB50201-94水利水電工程標準),梓裏水庫(小一型)屬IV等工程,主要建築物按4級設計,次要建築物按5級設計。永久性建築物和泄水建築物,設計洪水位采用50年一遇(P=2%),校核洪水位采用500年一遇(P=0.2%)。

3、工程集水區域地理參数

根據1:10000航測地形圖量得各項地理參數如下:

集水面積F=6.5km2,幹流河長L=4.7km,河床比降J=0.0706

集雨區域特征参數θ=

4、水庫集水區域參數

梓裏水庫集水區域位於《廣東省暴雨徑流查算圖表》分區的韓江分區,采用韓江的設計雨型,設計雨型代號為Ⅰ。采用暴雨低區的αt~t~F關系图(如圖1)。

根据粵水電總字[1992]12號文,查廣東省分区產流參數表,采用內陸產流參數表。

廣東省綜合單位線滯時m1~θ關系图k ,大陸低區B线。

工程集雨面積F<500 km2, 采用廣東省綜合單位線Ⅱ号無因次單位線ui~ui

三、計算方法

計算方法按照“多種方法、綜合分析,合理選定”的方針,本水庫雖屬小一型水庫,但級按大中型工程的要求進行復核。

復核設計洪水按無流量地區計算,采用1991年《廣東省徑流查算圖表使用手冊》中的綜合單位線和推理公式法同時計算,推理公式法的原理是先求設計洪峰流量Qm,Qm=0.278( 大埔县梓里水库设计洪水复核计算 )F,τ= 大埔县梓里水库设计洪水复核计算 ,式中Sp—洪峰徑流系數,τ—流域平均匯流歷時, 大埔县梓里水库设计洪水复核计算 —平均後损率,P—流域平均降水量,再推求設計洪水過程線;綜合單位線法的原理是用無因次單位線ui~xi表達的經验線型,只需一個參數m1即可直接求定時段單位線。並對综合單位線法中單位線滯時參數m1及推理公式法中的汇流參數m結合下墊面條件進行調整,在使用兩種方法的计算成果相差不超過20%的條件下,按相關规定要求,采用綜合單位線法的計算成果。

四、計算步驟

1、推理公式法的關鍵在於正確確定匯流參數m,本水庫的集水区域部分為高丘區,按推理公式法m~θ關系圖選定m=0.65。

2、綜合單位線法參數的確定

1)單位線滯時m1的確定

集水區域部分為高丘区,部分為低山及低丘區,J=0.028,θ=15.5。查m1~θ关系圖的大陸低區B線选定m1=1.3。

2)適宜計算時段的Δt的確定

根據集雨面積F=6.5km2,查《廣東省暴雨徑流查算圖表》附表5,適宜計算時段取Δt= 大埔县梓里水库设计洪水复核计算

3、產流參數的確定

梓裏水庫地區屬內陸,F<500 km2,平均後損率

P=2%,f1d=4.58mm/h, f3d=1.99mm/h,

P=0.2%,f1d=4.91mm/h, f3d=2.32mm/h,

4、設計點暴雨量的查算及設計面暴雨量的計算

根據1991年廣東省水文總站編制的《廣東省水文圖集》查得集水區域中心的參數Ht、暴雨統計參數Cv;根據《使用手冊》附表2,Cs=3.5Cv皮爾遜Ⅲ型曲線KP值表查出各歷時暴雨P=2%,P=0.2%的KP值;按公式Htp=HtKtp, Htp面=Htpαt,計算Htp面的值,如下表1:

1   梓裏水庫設计洪水參數統計

項目

时程(小時)

備註

大埔县梓里水库设计洪水复核计算

1

6

24

72

暴雨參數Ht

52.5

83

116

150

P=2%

Sp=104.32

np=0.71

P=0.2%

Sp=138.6

np=0.69

變差系數Cv

0.37

0.41

0.45

0.45

模比系數Ktp

P=2%

1.987

2.12

2.28

2.28

P=0.2%

2.64

2.89

3.2

3.2

換算系數α

1

1

1

1

面暴雨量Htp=Htp

P=2%

104.3

175.96

264.48

342

P=0.2%

138.6

239.87

371.2

480

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五、計算成果

依據上述確定的各種參數,使用綜合單位線法和推理公式法電算程序進行計算,所得結果如表2。

2  计算成果

方法

項目

P=2%

P=0.2%

備註

廣東省綜合單位線法SUHM-1A

單位線滯時m1

1.3

1.3

雨型分區:Ⅰ區

無因次單位線Ⅱ號滯時m1~θ關系線B區

4.58

4.91

1.99

2.32

洪水總量(萬m3

Wt

64.83

86.9

W24

106.14

165.21

W72

129.17

203.24

洪峰流量(m3/s)

119.91

162.24

推理公式法(1988年修訂)TL-1A

匯流参數

0.65

0.65

雨型分區:Ⅰ區

地形因素:高丘區

暴雨因素:低区

平均損失率(mm/h)

f24

4.58

4.91

f72

1.99

2.32

暴雨遞減指數np

匯流時間t(h)

洪峰流量(m3/s)

0. 71

2.07

104.1

0. 69

1.88

153.1

六、推理公式法與綜合单位線法成果的調整

由于推理公式對降雨過程的變化没有充分考慮,計算方法不盡合理,因而導致洪量過於集中,調洪水位偏高。綜合單位線法的時段單位線是根據單位线滯時m1及各類典型無因次單位線ui~xi推求得出,能較好地反映降雨過程的變化,洪峰流量和洪水過程的推求有机地結合在一起。經实測洪峰驗證,精度也比推理公式法高。因此,兩种方法經過合理協調後,設計洪峰流量的誤差小於20%即采用綜合單位線法的成果進行調洪演算。

在梓裏水庫用兩种方法設計洪水計算過程中,主要是對單位線滯時m1進行調整,在一般情況下匯流歷時τ>m1。m1減小,單位線的峰值qm增大,m1=1.277~1.3作調整,結果采用m1=1.3,計算結果較為理想,P=2%,P=0.2%各自用兩各方法算得的洪峰流量值誤差均小於20%,采用誤差計算公式為δ=(Q-Q)/ Q

3  兩種計算方法誤差比較

P

方法

Qm(m3/s)

δ

V(萬m3

Qm(m3/s)

Zm(m)

2%

推理公式法

104.1

13.2%

單位線法

119.91

129

82.4

47.87

0.25

推理公式法

153.1

5.6%

单位線法

162.24

139

113.2

48.43

七、結語

从表3中可知,推理公式法與綜合單位線法推求的洪峰流量值Qm的誤差δ,當P=2%時,δ=13.2%,當P=0.2%時,δ=5.6%,故采用綜合單位線法的計算成果,即P=2%設計洪水位Z=47.87m,P=0.2%校核洪水位Z=48.43m。

梓裏水庫此次洪水復核计算,提高了原設計標准P=5%,Z=47.87m,P=0.2% Z=48.43m。

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