程嫄嫄 袁曉繼

一、流域概況

擬建的江巷水庫位于淮河中下游南岸一級支流池河上游，池河主源陳集河發(fā)源于定遠(yuǎn)、鳳陽兩縣交界處的鳳陽山南麓，河道總長182km，流域面積5021km2。池河石角橋以上為上游，石角橋至明光市區(qū)為中游，明光市區(qū)以下為下游。

江巷水庫壩址以上河道分北、中、南三支，控制流域面積735km2，占整個(gè)池河流域面積的14.6%。北支為陳集河，自北向南流，河道長47km，控制流域面積216.3km2，上游建有雙河水庫（中型，集水面積92km2）及張山、西洋山、灣孫等3座?。?）型水庫（總集水面積112.5km2）；中支為源于長豐縣造甲店的儲(chǔ)城河，自西向東流，河道長約29km，流域面積227.8km2，上游建有明城寺水庫（中型，集水面積20.8km2）及儲(chǔ)城、牛老壩、周老壩、曹沖等4座?。?）型水庫（總集水面積125.4km2）；南支為源于肥東縣青龍場的青龍河，自西南流向東北，河道長約32km，流域面積290.9km2，上游已建青龍、草沖2座?。?）型水庫（總集水面積46km2）。三條支流在江巷水庫壩址處匯合，江巷壩址以上的中小型水庫控制面積為283.9km2，均為灌溉水庫。

二、設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成

江巷水庫防洪控制斷面為下游石角橋，石角橋以上防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，遭遇20年一遇以下設(shè)計(jì)洪水時(shí)，需通過水庫控泄調(diào)度，控制石角橋洪峰不超過其安全泄量。

以石角橋站洪水過程作為控制，挑選幾個(gè)典型年實(shí)際發(fā)生的洪水，來分析壩址和壩址～石角橋區(qū)間洪水組合。其中石角橋洪水采用典型年石角橋站實(shí)測洪水過程，按20年一遇設(shè)計(jì)洪峰、洪量同倍比縮放，壩址洪水采用壩址以上實(shí)測暴雨以間接法推求，壩址至石角橋區(qū)間洪水采用石角橋洪水過程減去壩址洪水演進(jìn)至石角橋站的洪水過程求得。

1.洪水傳播時(shí)間分析

由于石角橋站以上沒有水文站，江巷水庫壩址至石角橋站的傳播時(shí)間參考石角橋水文站和下游明光水文站實(shí)測洪水流速，并考慮上下游地形差異，得到洪水平均傳播速度約為7km/h，江巷水庫壩址至石角橋站距離62km，傳播時(shí)間約為9h。

2.典型年選擇

選擇典型年的原則：發(fā)生較大洪水的年份；水文資料較完整的年份；對水庫下游防洪斷面防洪不利的年份。

根據(jù)石角橋站實(shí)測洪峰流量統(tǒng)計(jì)，洪峰大于1000m3/s的依次有1991年、2003年、1954年、1980年、1969年、1974年、1957年、1971年8個(gè)年份，由于石角橋以上流域雨量站設(shè)立年份不一，1970年前域內(nèi)雨量站較少，尤其缺乏時(shí)段雨量摘錄資料，難以用實(shí)測暴雨數(shù)據(jù)分析上下游洪水，故將實(shí)測雨量資料較為完整的1991年、2003年、1980年、1974年洪水作為典型年，分析洪水地區(qū)組成。

3.天然洪水來源及組成分析

流域內(nèi)只有石角橋站有實(shí)測流量資料，故通過暴雨統(tǒng)計(jì)分析洪水來源及組成。根據(jù)典型年壩址和石角橋面上各站最大24h、3d、7d暴雨統(tǒng)計(jì)，石角橋場次洪水歷時(shí)一般在3～5d，峰現(xiàn)時(shí)間一般在最大1d暴雨后的第2～3d。從典型年暴雨分布看，1991年壩址～石角橋區(qū)間暴雨較大，區(qū)間比壩址大7%；2003年、1980年和1974年均是壩址較大，區(qū)間較小，其中2003年壩址暴雨比區(qū)間大17%；1974年壩址比區(qū)間大29%；1980年壩址比區(qū)間大8%，該年壩址與區(qū)間暴雨最為接近。4個(gè)大洪水典型年中，有3年暴雨中心發(fā)生在壩址以上。

表1 典型年最大7d暴雨分布表

表2 典型年設(shè)計(jì)洪水（P=5%）地區(qū)組成計(jì)算成果表

表3 防洪庫容對比表

三、設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成計(jì)算

1.設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成計(jì)算

石角橋設(shè)計(jì)洪水過程由典型年實(shí)測洪水過程按20年一遇設(shè)計(jì)洪峰、洪量同倍比縮放計(jì)算，壩址設(shè)計(jì)洪水過程考慮以下3種洪水組合：

（1）壩址發(fā)生20年一遇設(shè)計(jì)洪水，壩址設(shè)計(jì)洪水由20年一遇設(shè)計(jì)暴雨推求。

（2）壩址發(fā)生按典型年縮放的洪水，壩址設(shè)計(jì)洪水由典型年設(shè)計(jì)暴雨推求，再按石角橋典型年實(shí)測洪水放大至20年一遇的比例同倍比縮放。

（3）壩址發(fā)生典型年實(shí)測洪水，壩址洪水由典型年實(shí)測暴雨計(jì)算。求得的壩址洪水考慮洪水傳播時(shí)間，由馬斯京根法演算至石角橋（X=0.37，K=9，T=3h，N=3），區(qū) 間 洪 水 以 石角橋設(shè)計(jì)洪水為控制，減去演進(jìn)后的壩址洪水后得，考慮區(qū)間洪水計(jì)算誤差，按傳播時(shí)間9h內(nèi)洪峰流量增量的20%修正區(qū)間洪水。

將挑選出的1991年、2003年、1980年、1974年四個(gè)典型年分上述三種洪水組合，共組合了12場洪水，計(jì)算結(jié)果見表2。

2.設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成選擇

由于該流域一般在主雨發(fā)生30h后，石角橋出現(xiàn)最大洪峰，壩址洪水至石角橋站傳播時(shí)間一般為9h，洪水預(yù)見期大于壩址洪水傳播時(shí)間，水庫洪水調(diào)度方式采用的預(yù)報(bào)調(diào)度方式，即根據(jù)區(qū)間洪水預(yù)報(bào)，按水庫下泄流量與9h后的區(qū)間洪水疊加后，不超過石角橋安全泄量為原則進(jìn)行調(diào)度。

根據(jù)上述方式對12場洪水組合進(jìn)行調(diào)洪演算，選取對水庫防洪最為不利的、所需防洪庫容最大的洪水組合。對水庫防洪最為不利的洪水組合是壩址發(fā)生20年一遇設(shè)計(jì)洪水（組合1），防洪庫容在3200～3500萬m3左右，其中1991年洪水組合防洪水位最高，達(dá)43.94m，防洪庫容3530萬m3。組合2和組合3的8場洪水防洪庫容在1600～1900萬m3左右，但對水庫規(guī)模不起控制作用。最終選定設(shè)計(jì)洪水組合1中的1991年典型年設(shè)計(jì)洪水組合用于水庫防洪庫容計(jì)算。防洪庫容比較見表3。

四、結(jié)語

本文采用典型年防洪控制斷面實(shí)測流量放大至設(shè)計(jì)流量作為控制，壩址以上洪水過程采用三種不同組合，由暴雨推求而得，區(qū)間洪水由石角橋洪水錯(cuò)峰減去演進(jìn)至石角橋的壩址洪水求得，由于江巷水庫防洪調(diào)度采用預(yù)報(bào)調(diào)度方式，計(jì)算時(shí)由于流域內(nèi)水文站網(wǎng)密度較小，無法對區(qū)間洪水進(jìn)行預(yù)報(bào)，采取對區(qū)間洪水按傳播時(shí)間9h內(nèi)洪峰流量增量的20%修正區(qū)間洪水進(jìn)行處理，水庫建成后須增加水文站網(wǎng)密度，建設(shè)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，按甲級預(yù)報(bào)精度要求，編制石角橋以上流域洪水預(yù)報(bào)方案，為水庫防洪調(diào)度提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的決策依據(jù)■