响明显,高温多雨,雨水充沛:多年平均气温22.4℃,极端最高气温37.6℃,极端最低气温-0.8℃;多年平均降雨量为1596mm,降雨年内分配不均匀,多集中在5~9月,约占年降雨量的80%,多年平均蒸发量为1387mm。洪潮江流域多年平均年径流量4.154亿m3,其中坝址以上年径流量3.440亿m3,多年平均流量为10.9m3/s。
2.1.3 年径流
根据2002年12月出版的《广西中小河流年径流研究》中的桂南沿海诸河流年径流公式表,查得大风江流域的年径流计算公式,洪潮江水库坝址在洪潮江的下游,坝址控制集雨面积为402km2。大风江流域的坡朗坪水文站1959~2000年系列的年径流均值为18.65 m3/s,Cv=0.30,Cs/Cv=2,集雨面积F
坡
=613 km2,多年平均降雨量P
坡
=1834mm,洪潮江与大风江都同属南流江流域,并且两条河流相邻,水文气象特性相似,故可以采用水文比拟法经面积、降雨量修正,移植到洪潮江水库得其年径流,然后再移用大风江流域的年径流参数计算公式求出Cv值。经分析计算最后采用Q0=10.9m3/s,Cv=0.28,Cs=2Cv,由P-Ⅲ型理论频率曲线计算得各频率流量,成果见表2-1-1。
表2-1-1 洪潮江水库年平均流量频率计算成果表 单位:m3/s 均 值(m/s) 10.9 3Cv 0.28 Cs/Cv 2.0 P(%) 5 16.4 10 14.9 20 13.4 50 10.6 80 8.28 90 7.22 95 6.41 99 5.07
2.1.4 洪水复核
由于洪潮江水库未设入库流量观测站,无法直接以实测洪水资料复核计算。洪潮江水库建成后自1960年2月至2002年,坝首站积累了42年雨量观测资料,流域内的那思和升平两雨量观测站,从1971年6月至2002年分别积累了32年雨量观测资料。坝首站的水位观测:1960~2002年间,水位每日只在8时观测一次,少数时间是每日的8时、20时观测两次,并以平均值作为该日的平均水位;1981年以后的洪水期间,
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其水位观测的次数有一定的增加。由于历年坝址洪水位观测的时段太长,所以很难利用水库的水位过程及时段用(泄)水量资料,通过水量平衡方程还原求得入库洪峰流量系列,因此只能采用暴雨资料推求洪潮江水库的设计洪水。
应用所搜集到的暴雨资料进行暴雨频率计算,再根据原广西水文总站1984年编制《广西暴雨径流查算图表》中的各时段暴雨参数等值线图和2001年11月广西水文水资源局编制的广西暴雨统计参数等值线图集,查得洪潮江水库坝址以上流域各时段年最大点暴雨量均值和变差系数Cv值,经综合分析,最后确定各时段点暴雨量的统计参数和频率计算成果见表2-1-2。
表2-1-2 洪潮江水库各时段点暴雨频率计算成果 单位:mm
暴 雨时 段 均值 (mm) Cv 0.30 0.35 0.50 0.55 0.50 P(%) 0.01 62.1 222.0 651.7 1085 1255 0.05 55.3 195.2 553.7 913.0 1066 0.1 52.4 183.4 511.3 839.0 984.7 0.2 49.4 171.6 468.8 764.8 902.8 0.5 45.3 155.6 412.3 666.6 794.1 1 42.2 143.3 369.4 592.3 711.4 2 38.9 130.7 326.1 517.8 628.1 5 34.4 113.5 268.4 419.0 517.0 10 30.8 99.9 224.2 343.9 431.7 10min 22.0 1h 6h 24h 3d 68.0 135 200 260 注:Cs取3.5Cv。
由表2-1-2中不同频率的设计暴雨值,采用原广西水文总站编制的《广西暴雨径流查算图表》中介绍的产汇流计算方法,分别应用推理公式法和纳什瞬时单位线法两种方法推求设计洪水,其设计暴雨的历时取为24h(或3d),时段长△t取1h,产流期平均入渗率取8mm/h,稳定入渗率取3mm/h,Wm=100mm,W0=0.7Wm,初损I0=Wm-W0=30mm,雨型采用流域所在分区的综合雨型。为了方便分析和比较,设计洪水过程和调洪演算过程一起进行计算,本次复核最后采用纳什瞬时单位线法历时3d暴雨的计算成果,且时段长△t=1h, 起调水位Z0=28m,各方案主要的计算结果见表2-1-3。
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表2-1-3 洪潮江水库坝址常用频率设计洪水与洪水调节计算成果表
设计 频率 P(%) 50 20 10 5 2 1 0.5 0.2 0.1 0.05 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 重现期 N(a) 设计暴雨历时 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 洪 峰 流 量 Qm(m3/s) 632 1170 1570 2000 2590 3020 3460 4020 4450 4890 0.762 1.218 1.553 1.883 2.313 2.631 2.944 3.353 3.663 3.968 洪水总量W3d(亿m3) 洪 峰 模 数 Cp 11.51 21.44 28.72 36.78 47.50 55.44 63.42 73.88 81.75 89.78 下 泄 流 量 qm(m3/s) 632 827 867 918 994 1060 1120 1200 1250 1310 最高库水 位 Zm(m) 28.00 28.10 28.28 28.52 28.85 29.11 29.37 29.68 29.90 30.12 相 应 库 容 Vm(亿m3) 5.4800 5.5443 5.6655 5.8225 6.0571 6.2485 6.4451 6.7144 6.9206 7.1355 注:设计洪水和过程线采用纳什瞬时单位线法进行计算,取Δt=1h,起调水位Z0=28.0m,水位采用珠江基面高程。
将本次加固设计采用的成果与以往历次设计采用的成果列表如下表2-1-4,根据表2-1-4中调洪演算成果分析:洪潮江水库发生100年一遇洪水时,其水库洪峰水位为29.11m,距坝顶高程尚差2.19m,距防浪墙顶高程3.19m,相应最大泄洪流量为1060m3/s;发生2000年一遇校核洪水时,其水库洪峰水位为30.12m,距坝顶高程尚差1.18m,距防浪墙顶高程2.18m,相应最大泄洪流量1310m3/s。正常及非常运用情况下的最高洪水位均在大坝安全允许水位以下,满足规范要求,这说明洪潮江水库具有较高的防洪能力,大坝现状能够抗御2000年一遇的洪水,水库的抗洪能力已达到国标GB50201-94与部标SL 252-2000规定的防洪标准。但是,水库加固前主坝砼防渗心墙顶高程低于设计、校核洪水静水位,不能满足规范要求;各副坝坝顶高程不能满足洪水期防浪要求。
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表2-1-4 洪潮江水库历次洪水复核与洪水调节计算成果比较表
1963年扩1967年第1974年主1976年安1995年水2002年大2004年本1960年建 大初步设二溢洪道坝加固设全加固设文复核成坝安全鉴次洪水复库设计 计 初步设计 计 计 果 定 核 1 0.1 488 698 ─ ─ 2710 3900 1.35 1.93 ─ ─ 29.36 29.96 319 ─ ─ 375 ─ ─ 6.98 2.54 1 0.2 562 ─ 818 ─ 3700 5170 1.39 1.86 ─ ─ 29.15 29.92 1215 ─ 1430 ─ 6.94 3.25 1 0.1 510 703 617 850 3150 4730 2.02 2.63 ─ ─ 28.31 29.18 ─ 708 ─ ─ 844 ─ 6.32 2.54 1 0.1 518 715 633 873 3240 5080 ─ ─ ─ ─ 29.15 29.90 ─ ─ ─ ─ ─ ─ 6.92 2.54 1 0.1 538 772 663 958 3058 5028 1.76 2.65 1.98 3.09 29.13 30.02 1055 0 1270 0 7.03 2.54 2.54 1 0.1 668.4 939.1 3084 4496 2.5690 3.6534 29.14 30.01 1 0.05 620 1026.0 698.4 1130.4 3059 5344 1.60 2.95 1.78 3.26 29.17 30.41 374 1050 668 26 515 1257 839 26 7.44 2.54 1 0.05 592.3 913.0 711.4 1066 3020 4890 2.163 3.244 2.631 3.968 29.11 30.12 368 662 1060 26 480 801 1310 26 7.136 2.54 设计阶段 设计标准 校核标准 24h暴雨(mm) 3d暴雨 (mm) 洪峰流量(m3/s) 24h洪量 (亿m3) 3d 洪量 (亿m3) (%) (%) 设 计 校 核 设 计 校 核 设 计 校 核 设 计 校 核 设 计 校 核 最高库水位设 计 (m) 最 大 下 泄 流 量 校核 设计 校 核 第一溢洪道 第二溢洪道 放 水 涵 第一溢洪道 第二溢洪道 放 水 涵 总库容(亿m3) 死库容(亿m3) 注:最大下泄流量的单位为(m3/s),水位采用珠江基面高程。
在相同标准的情况下,本次加固设计调洪成果与以往历次设计成果比较接近,其设计洪水成果比以往历次设计成果略偏小(但比1960年建库设计成果要大),以前各阶段的计算方法都是由邻近站点的暴雨资料计算设计暴雨,再由推理(或合理化)公式法推求设计洪水,本次复核时分析了水库40年的年最大24h和年最大3d暴雨系列,发
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现其均值偏小,各频率的设计暴雨也偏小。为此,另外采用原广西水文总站1984年编制《广西暴雨径流查算图表》中的各时段暴雨参数等值线图和2001年11月广西水文水资源局编制的广西暴雨统计参数等值线图集,查得洪潮江水库坝址以上流域各时段年最大点暴雨量均值和变差系数Cv值,据此推求设计暴雨,然后再用推理公式法和纳什瞬时单位线法推求设计洪水,综合分析后采用纳什瞬时单位线法的计算成果进行调洪演算,成果合理、可靠。其有关参数也是根据本流域的下垫面情况选择的,雨型采用流域所在分区的综合雨型,洪水成果与邻近流域的洪水成果作了对比分析,成果比较可靠,所以本次洪潮江水库洪水复核选定本次推求的设计洪水成果。
2.2 防洪标准评价
洪潮江水库主坝为均质土坝,坝高34.4m,根据本次水文复核结果,100年一遇设计洪水位29.11m,2000年一遇校核洪水位30.12m,总库容为7.14亿m3。根据《防洪标准》(GB50201-94)中的山区、丘陵区部分的设计标准,本工程属大(2)型水库,工程等别为Ⅱ等工程,主要水工建筑物的等级为2级。主坝、副坝为土石结构,设计洪水标准为100年一遇,校核洪水标准为2000年一遇;水库溢洪道、渠首为砼和浆砌石结构,采用100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核。本工程的防洪标准依据《防洪标准》并根据水库保护的下游区域经济水平进行确定是合适的。
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