威宁县冒水水库除险加固工程洪水计算

□侯凯吴忠乐

（毕节市勘测设计研究院）

威宁县冒水水库除险加固工程洪水计算

□侯凯吴忠乐

（毕节市勘测设计研究院）

基于目前水库除险加固工程进行洪水计算过程中存在的问题，文章以实际工程为例，结合工程所处的水文地质情况，分析了威宁县冒水水库除险加固工程的供水计算方法。其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明，要想提高水库除险加固工程洪水计算的科学合理性，需对工程供水计算的原设计内容以及地区出现的历史供水情况进行判断设计。

冒水水库；除险加固工程；洪水计算

0 引言

水库除险加固工程是保护地区进行现代化经济建设成果的关键，其中洪水计算是实现这一目标的关键。为此，研究人员应从实际工程项目入手，即在明确原水库除险加固工程洪水计算设计缺陷的基础上，来找出具有应用针对性的洪水计算优化设计策略。这是满足水利工程建设使用安全稳定性需求的措施，相关人员应将其重视起来，以实现现代化经济建设的快速稳定发展目标。

1 工程概况

冒水水库位于贵州省威宁县金钟镇冒水村境内，水库原设计总库容150万m3，兴利库容98.90万m3，死库容2.50万m3。原集水面积为16.80 km2，主河道长7.24 km，河道平均坡降为8.72‰。然而，冒水水库建成后由威宁自治县冒水水库管理所管理，聘请周边村民为管理员，因管理人员不具备专业技术知识，水库管理仅限于放水灌溉、险情上报、避免人为破坏等。为此，经本次复核后，坝址以上面积为16.80 km2，主河道7.24 km，河道平均坡降为8.72‰。经勘察，冒水水库因管理设施破旧，大坝运行管理工作难以开展，水库自建成以来，相关管理制度一直未得到完善，给水库的运行管理带来很多困难。为此，建设人员应在原工程供水计算设计的基础上，找出优化应用的方式方法，从而保护工程所处地区经济建设环境。

2 威宁县冒水水库除险加固工程洪水计算原设计分析

威宁县冒水水库原设计洪水标准采用30年一遇（P=3.33%）洪水设计，500年一遇（P=0.20%）洪水校核。正常蓄水位2 156.90 m，设计洪水位2 158.16 m，设计洪峰流量为62.50 m3/s，相应下泄量为42.20 m3/s，洪水总量为139.30万m3；校核洪水位2 158.73 m，校核洪峰流量109 m3/s，相应下泄量为74.50 m3/s，洪水总量为186.50万m3；总库容150万m3，正常蓄水位库容101.40万m3，死库容2.50万m3。然而，因坝体存在渗漏现象，大坝左坝肩与建基面接触带、坝基浅层强风化带渗漏、右坝肩存在绕坝渗漏，在水库水位由正常蓄水位骤降至取死水位工况时上游坝坡最大逸出渗透比降大于临界渗透比降，大坝渗流性态不安全。具体来说，由于该水库坝体由人工填筑，填筑质量较差，造成水库建成后迎水面曾先后发生五次滑坡，前四次处理只是清除滑坡体，恢复原有坡面；第五次滑坡最为严重，滑坡土体达5万m3，使水库变为险库。为此，水库除险加固工程洪水控制人员要结合现场所处的水文地质情况，重新对其进行洪水计算，以提高水库工程建设使用的适用性。

3 威宁县冒水水库除险加固工程洪水计算

3.1 洪水计算过程

首先，冒水水库1976年建成，要想提高威宁县冒水水库除险加固工程的洪水计算科学合理性，需对工程发生的两次历史洪水进行分析。具体来说，1999年该次洪水发生之时，冒水水库溢洪道进口尚未扩宽，当时宽度为15 m，堰顶高程为2 156.90 m，根据宽顶堰公式（1999年水头为1.87 m），计算得该次洪峰流量为63.30 m3/s，重现期考虑从建成至今的最大洪水为39 a；2009年冒水水库溢洪道已经扩宽为20 m，堰顶高程为2 156.90 m，坝顶高程为2 159.47 m，计算得该次洪峰流量为58.80 m3/s（该次水头为1.47 m），重现期考虑建成至今的次大洪水，与1999年相距十年为29 a。

其次，经分析勘察冒水水库流域内无水文测站，缺乏洪水资料，本次洪水计算采用“雨洪法”计算。按《贵州省暴雨洪水计算实用手册》（修订本）之规定，采用“雨洪法”计算公式为修订2式：

式中：Qp——设计频率P的洪峰流量（m3/s）；γ——汇流系数，Ⅰ1区，r1=0.34（冒水水库流域处于高山间山丘区，植被较差，岩溶发育一般，故选择Ⅰ1区；f——流域形状系数（F/L2，L——主河道河长，7.24 km），f=0.32；J——分水岭至出口断面的河道平均比降（m/m），J=8.72‰；F——流域面积（16.80 km2）；C——洪峰径流系数，0.80～0.70；Kp——设计频率P的P─Ⅲ型曲线的模比系数；H24——设计最大24 h点雨量均值（mm）。

洪水总量按公式：

式中：H24p——最大24 h暴雨，H24p=71.40 mm；Hs——稳定雨损；△Hs——附加雨损。

最后，根据该修订公式及前面所计算各参数，将参数带入上式，可以计算出冒水水库不同频率洪水过程线。洪水成果如表1所示。

表1 冒水水库不同频率设计洪水成果表

3.2 洪水计算成果

从上表可以看出，冒水水库原校核P=0.20%洪峰流量为109 m3/s，设计P=3.33%洪峰流量为62.50 m3/s，校核洪水总量186.50万m3，设计洪水总量139.50万m3，而安全鉴定P= 0.20%洪水洪峰流量为116 m3/s，相应洪水总量262万m3，P= 3.33%洪峰流量为61.50 m3/s，相应洪水总量146万m3。设计、校核洪峰与原设计相差不大（设计洪峰相差1 m3/s，校核洪峰相差7 m3/s），结合上述内容分析可知，本次24 h设计暴雨均值（71.40 mm）比原设计稍小（77 mm），但本次24 h暴雨Cv为0.42，比原设计偏大（0.32），综合设计洪水洪峰成果与原设计相近是合理的。

4 结语

总体而言，水库除险加固工程洪水计算的科学合理性，需在明确原洪水计算设计以及历史洪水的发生情况的条件下，根据所处地区管理部门制定的规范标准，进行优化设计。而后，还要对洪水计算的成果进行分析，以保证水库除险加固工程实际采用的洪水计算设计具有适用性，从而能够起到保护地区经济建设成果的目标。事实证明，洪水计算是可以通过技术方法进行优化设计的，因此，研究人员应将其重视起来，从而作用于水库工程建设使用的安全稳定性。

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：1673-8853（2017）08-0054-02

2017-06-06

编辑：刘青

侯凯（1986.8-），男，工程师，主要从事水文分析计算在工程实践中的应用工作。