熊繼斌，劉莎莎，任高珊，劉愛麗

(1.德州市水利勘察設計研究院，山東德州253014；2.德州市丁東水庫管理處,山東 德州253014)

1 概 述

六六溪水庫所在河流位于福建省壽寧縣境內蟾溪流域的城關溪支流上，壩址以上流域面積14.6 km2，主河道長度5.60 km，河道比降60.13‰。水庫壩址位于壽寧縣鰲陽鎮(zhèn)六六村，距六六村0.8 km，距壽寧縣4 km。水庫現(xiàn)狀總庫容168.84萬m3，是1座以城區(qū)供水為主的公益性水利工程，供水規(guī)模2萬t/d。

水庫大壩一期工程施工時存在質量和安全隱患，雖經一定措施處理后整體質量基本能達到設計要求；但大壩已服役20余年，在水流侵蝕、材料老化等作用下壩面已出現(xiàn)游離鈣析出掛白、褐色沉淀物流出等現(xiàn)象，尤其在非溢流壩段還存在噴、射流且日益惡化等問題。根據(jù)現(xiàn)場踏勘和鉆探分析，水庫目前存在庫內淤積嚴重、下游壩面勾縫脫落游離鈣析出、壩肩滲漏、岸坡滑坡等問題，如不盡快采取工程措施進行加固處理，大壩安全蓄水與安全泄洪勢必會受到嚴重威脅。

為了給水庫大壩除險加固規(guī)劃設計提供詳細數(shù)據(jù)支撐，確保除險加固后拱壩及水庫防洪調度安全，運用無實測推理公式法和地區(qū)綜合法開展全面水文分析[1]，以獲得與壩址所處城關溪流域實際相匹配的設計洪水復核計算成果，確保水庫除險加固工程安全高效的規(guī)劃建設。

2 流域概況

壽寧縣蟾溪屬交溪流域東溪干流的1條支流，發(fā)源于縣境內大熟村，經茗溪、安章、山棗坑、布羅林，在疊石溪處流入福安市境。溪流坡降陡峻，水流急，徑流量大，洪水時暴漲暴落。流域內地形屬山區(qū)性類型，地勢由北漸向東南傾斜，流域面積227 km2，主河道長45.5 km，總落差1 003 m，平均坡降17.0‰。六六溪水庫位于壽寧縣境內蟾溪流域的城關溪支流上，流域內地勢西北高，東南低。復核水庫壩址以上流域面積14.65 km2，主河道長5.60 km，平均坡降60.13‰。

六六溪水庫流域內無實測徑流資料，無實測洪水資料。水庫所在區(qū)域屬亞熱帶氣候，雨量充沛，溫度較大；多年平均降雨量1 909.0 mm，年內雨量分布不均，4～9月汛期雨量占全年的71.9%，11～12月份最少，僅占5.3%。多年平均氣溫14.8 ℃，多年平均最大風速18.0 m/s，年平均風速2.9 m/s。

3 加固前設計洪水分析

水庫壩址以上流域面積14.6 km2，多年平均徑流量1 945萬m3，總庫容169萬m3，工程為小(1)型水庫，四等工程。大壩設計洪水標準為30年一遇，校核洪水標準為200年一遇。攔河壩為對數(shù)螺線型砌石雙曲拱壩，壩頂高程864.0 m，河床開挖高程823.0 m，最大壩高41.0 m，正常蓄水位860.0 m，死水位839.1 m。正常蓄水位以下庫容137萬m3，興利庫容123.1萬m3，死庫容13.9萬m3。大壩采用壩頂自由溢流、挑流消能的泄洪方式。壩址所在流域內無實測洪水資料，原設計采用推理公式法、查寧德地區(qū)簡易水文計算手冊法和地區(qū)綜合法進行推求[2_4]，分析得壩址原設計洪水成果(見表1)。

表1 壩址原設計洪水分析成果

從表1可知，為確保水庫安全，選擇大值即查簡易水文計算手冊法成果作為設計依據(jù),其30年一遇設計洪水洪峰流量和200年一遇校核洪水洪峰流量分別為165 m3/s和257 m3/s。

4 加固后設計洪水分析

4.1 暴雨特性

六六溪水庫壩址以上流域面積14.65 km2，河道長5.60 km，平均坡降60.13‰。水庫所在城關溪流域內無水文站，無實測洪水資料。安評復核時，由于水庫屬于流域內集雨面積小于30 km2的流域，采用推理公式法和華東地區(qū)特小流域法(Ⅱ_2型)進行推求。通過暴雨途徑推求設計洪水[5]，查寧德市水文水資源勘測分局編制的2004年版《寧德暴雨等值線圖集》，六六溪水庫壩址以上中心處H1h、H6h、H24h雨量參數(shù)成果如下所示(見表2)。

表2 六六溪水庫設計暴雨量分析成果

4.2 設計洪水計算

設計洪水采用華東地區(qū)特小流域法和推理公式法推求，從工程偏安全角度出發(fā)，也取兩種計算成果大者。推理公式法和華東地區(qū)特小流域推理公式法原理相同，不同的是參數(shù)取值[6_7]，其函數(shù)表達為：

(1)

經實地查勘，壩址以上植被、地形、河道組成及河道所在地地理位置，對照“華東地區(qū)特小流域洪水參數(shù)匯流m值分類綜合圖表”，流域植被以灌木林和高密草坡為主，巖石裸露和少量耕地，土層不厚，河道兩岸雜草叢生，下墊面類型應為Ⅱ_2類。經計算得不同頻率設計洪峰流量成果(見表3)。

表3 不同頻率設計洪峰流量分析成果

4.3 設計洪水成果合理性分析

設計洪水復核計算采用《小流域設計洪水》(簡稱推理公式法)[8]，暴雨資料采用《寧德市短歷時暴雨等值線圖》的暴雨資料，推理公式中θ～m關系參考為《水利水電工程設計洪水計算手冊》中“全國推理公式參數(shù)地區(qū)綜合公式一覽表”中的成果[9]，并采用華東特小參數(shù)法進行分析比較。

從表3可知：推理公式計算的洪峰流量比華東特小參數(shù)法推求的洪峰流量成果來得大，從安全性考慮，選用推理公式法計算洪峰流量，即30年一遇洪峰流量為201.76 m3/s，200年一遇洪峰流量為281.91 m3/s,20年一遇洪峰流量為184.54 m3/s。計算洪水成果基本與加固前水庫設計洪水成果接近，成果基本合理。

4.4 設計洪水過程線

設計洪水過程線推求應先計算出過程線形狀系數(shù)，然后查《福建省概化過程線表》即可求出每個時段的Qi和Ti，最終得到洪水過程線[10]。經推算確定，六六溪水庫不同頻率設計洪水過程線如下所示(見圖1)。

圖1六六溪水庫不同頻率洪水過程線

4.5 調洪演算成果

六六溪水庫正常蓄水位859.90 m，攔河壩為對數(shù)螺線型砌石雙曲拱壩，大壩采用壩頂自由溢流、挑流消能的泄洪方式,堰頂高程859.90 m。根據(jù)水庫設計、校核洪水過程線，水庫水位～庫容曲線以及溢流堰與下泄流量關系曲線，采用試算法進行調洪演算，得到各不同頻率水庫調洪計算成果(見表4)。

表4 六六溪水庫調洪演算成果

從表4可知，經水庫調洪計算，六六溪水庫20年一遇洪水位862.26 m，洪水入庫洪峰184.54 m3/s，最大泄流量152.47 m3/s；30年一遇設計洪水位862.41 m，洪水入庫洪峰201.76 m3/s，最大泄流量167.33 m3/s；200年一遇校核洪水位863.09 m，洪水入庫洪峰281.91 m3/s,最大泄流量237.41 m3/s，水庫總庫容168.55萬m3。

經復核，加固前與加固后的設計洪水計算方法相同，水庫壩址處設計洪水分析成果及調洪演算成果一致、可信。結合計算成果，確定水庫除險加固的正常蓄水位為859.9 m；設計洪水位為862.41 m(溢洪道相應最大下泄流量167.33 m3/s)；校核洪水位為863.09 m(溢洪道相應最大下泄流量237.41 m3/s)。

5 結 論

六六溪水庫除險加固工程是合理利用城關溪流域水資源、優(yōu)化壽寧縣城供水水源結構、確保大壩蓄水泄洪安全、保障可靠供水和促進區(qū)域經濟可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的再創(chuàng)造過程。按無實測洪水資料，采用華東地區(qū)特小流域法和推理公式法，對水庫壩址處的設計洪水進行推演計算。分析獲得水庫壩址處的設計洪水及調洪演算成果，為水庫除險加固工程設計和興利調度提供詳實的數(shù)據(jù)支撐，確保水庫高位蓄水、防洪泄洪、供水和改善生態(tài)環(huán)境等綜合效益得到正常穩(wěn)定發(fā)揮。