两种方法在厂火上坝水库设计洪水推算中的对比分析论文_程玉强

两种方法在厂火上坝水库设计洪水推算中的对比分析论文_程玉强

程玉强 甘肃建筑职业技术学院 甘肃 兰州 730050

【摘要】厂火上坝水库在进行天然设计洪水的过程中,用到了参数查图法和暴雨移置法,用两种方法分别推算出了不同频率下的洪峰流量和洪水总量。进而对两种算法求出的结果进行对比分析,选出合理的洪水结果。

【关键词】厂火上坝水库;参数查图法;暴雨移置法;对比分析

中图分类号:TV122文献标识码:A文章编号:ISSN1672-2051(2019)11-155-02

一、基本资料

(一)水库概况

厂火上坝水库位于楚雄州永仁县,水库所在流域属金沙江水系龙川江流域蜻蛉河支流永定河支流莲池河。水库坝址以上全流域面积3.75km2,主河道长3.14km,河道平均坡降16.3‰,水库径流区高程范围为1550~1690m,水库径流多年平均降雨量为890mm,多年平均产水模数为21万m3/km2,天然多年平均径流量78.8万m3。厂火上坝水库工程规模为小(2)型,坝高5m。

(二)水文气候特征

本水库径流区属亚热带季风气候区,具有降雨随高程增加而增加的立体气候特征。据永仁气象站多年资料统计,多年平均气温17.8℃,最高气温37.7℃,最低气温-3℃~-5℃,多年平均降水量848.0mm,多年平均水面蒸发量2515.6mm(φ20cm),多年平均日照2804小时,平均总幅射热量158.3千米/cm2,无霜期272天,气温、蒸发量随高程的增加而递减。风向多为西南风,年平均最大风速为13.8m/s,多风期为1~5月。

二、天然设计洪水推求

(一)暴雨洪水特性

本流域径流主要靠降雨补给,径流与降水的年际年内变化一致,11月~次年5月枯期径流只占年径流18%。

流域内洪水主要由暴雨产生。本区洪水多发生在降雨集中的7~8月份。洪水汇流时间短,峰型瘦,暴涨暴落,为典型的山区性河流洪水特征,历时一般在24h左右,洪水过程一般呈单峰型式。

(二)洪水标准

厂火上坝水库工程规模为小(2)型,水库坝高为5m,根据国家《防洪标准》(GB50201-2014)、《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》(SL252-2017)规定,工程等别为Ⅴ等,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级,考虑水库上游水利工程多,为典型山区水库,水库设计洪水标准按20年一遇,校核洪水标准为200年一遇。

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表2-1 点暴雨参数成果表

项目1h6h24h

均值Cv均值Cv均值Cv

永仁气象站长系列点暴雨统计参数(1959~2015年)33.60.4055.10.3874.00.38

永仁气象站查“省暴雨图集”值350.41560.47750.39

厂火上坝水库流域中心查“省暴雨图集”值350.42560.47750.40

厂火上坝水库修正移置永仁气象站值33.60.4055.10.3874.00.38

厂火上坝水库点暴雨采用成果查图法350.42560.47750.40

移置法33.60.4055.10.3874.00.38

图1 永仁气象站1、6、24小时点暴雨频率曲线图

(三)设计洪水计算

由于厂火上坝水库缺乏水库水文观测资料,不能由流量资料推求设计洪水,故水库设计洪水主要采用暴雨途径和推理公式来推求。暴雨途径中暴雨统计参数可查新编的《云南省暴雨统计参数图集》得(该方法简称“参数查图法)、也可移置同流域的永仁县气象站1959~2015年57年长系列短历时点暴雨经频率分析得(该方法简称“暴雨移置法”),对计算结果经综合分析比较后取用。

1.点暴雨统计参数分析

厂火上坝水库流域中心处点暴雨统计参数也可由《云南省暴雨统计参数图集》(下简称“省暴雨图集”)中相应的等值线图查算而得。各设计点暴雨结果如表1和图1。

2.暴雨分区与产、汇流参数

查《云南省暴雨洪水查算实用手册》得厂火上坝水库所在暴雨分区为第6区;产流分区为CQ=4,对应的参数分别为Wm=100mm,Wo=82mm,fc=1.8mm/h,△R=10mm;汇流分区为FQ=4,对应的参数分别为:Cm=0.6,Cn=0.81。

3.设计洪水计算

当各参数确定后,即可计算设计断面设计洪水。厂火上坝水库暴雨途径设计洪水计算的分别采用参数查图法和暴雨移置法两种方法进行计算,两种方法推求的厂火上坝水库洪水成果见表2和表3。

表2 厂火上坝水库参数查图法洪水成果表

频率

项目0.5%1%2%3.33%5%10%20%

Qm(m3/s)36.232.428.425.523.319.014.6

W24(万m3)56.050.043.939.536.029.422.9

表3 厂火上坝水库暴雨移置法洪水成果表

频率

项目0.5%1%2%3.33%5%10%20%

Qm(m3/s)31.728.725.623.321.317.814.0

W24(万m3)48.943.939.335.932.827.922.4

三、结论

暴雨途径两种方法参数查图法和暴雨移置法洪水成果非常接近且相差不大。参数查图法与暴雨移置法洪水成果的差异,主要是由于点暴雨统计参数的差异造成的。由“省暴雨图集”查得的点暴雨统计参数更加合理可靠且更加具有代表性,由此而计算得到的洪水成果相对更加可靠,所以,参数查图法厂火上坝水库点暴雨统计参数是比较合理的,厂火上坝水库洪水选用参数查图法洪水成果。

参考文献

[1]詹道江,徐向阳,陈元芳.工程水文学[M].北京.中国水利水电出版社.2010(1).

[2]曹世惠,柏绍光.由实测暴雨推求设计洪水的探讨[J].水文.2002(2).

作者简介

程玉强(1989.10-),男,甘肃兰州,助理讲师,主要从事水资源规划及水工隧洞方面研究。

论文作者:程玉强

论文发表刊物:《中国教师》2019年11月刊

论文发表时间:2019/12/17

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