谈降雨对浆水泉水库设计洪水计算的影响

宋苏林，刘莉莉，郝晓辉

（1.济南市水文局，山东 济南 250014；2.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014）

浆水泉水库位于济南市历下区南部回龙山与老虎山之间，济南市历下区姚家办事处浆水泉村南200 m处，全福河上游属小清河水系。水库于1965年兴建，1976年完工交付使用。该水库流域面积7 km2，兴利库容80.18万m3，总库容105万m3，为小（1）型水库。2005年3月至2006年5月，对该水库进行除险加固，主要内容为大坝加固及交通桥工程。2010年6月至11月对主坝体进行了坝前防渗处理，库区清淤90万m3。现状水库大坝为浆砌石重力坝，坝顶长140 m，顶宽6 m，坝顶高程193.71 m，最大坝高32.31 m，坝顶设有溢流口，底宽40 m，溢流堰顶高程191.0 m。

1 水文气象

济南市地处华北中纬度地带，属暖温带半湿润大陆性季风气候区。光热资源较丰富，多年日照时数在2 620～2 690 h，无霜期190～215 d，多年平均气温14.30℃，最热月7月，平均27.4~26.8℃，极端最高温43.7℃。最冷月1月，平均气温-3.2～-1.4℃，极端低温-24.5℃。

济南市多年平均降水总量638 mm，总的分布趋势是南部多于北部，中部大于东西两端。南部中低山区年均降水为700～750 mm，中部丘陵山区年均降水为600～700 mm，北部平原区年均降水为550～600 mm，年际间变化大。因受季风影响，季节之间的降水量极不均匀。春季3～5月，降水量只有75 mm，占年降水量的12.6%。汛期6～9月，平均降水量467 mm，占年降水量的75.7%。秋季10～11月，降水量50 mm，占年降水量的8.1%。冬季12～2月，降水量22.2 mm，仅占年降水量的3.6%。

2 防洪标准

浆水泉水库流域面积7.0 km2，属于全福河流域，集雨区干流长度2.89 km，坡度0.017；水库设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇，兴利库容80.18万m3，总库容105万m3。正常蓄水位191.00 m，设计洪水位192.12 m，校核洪水位192.26 m。

防洪标准复核按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）、《防洪标准》（GB50201-2014）的规定。本次评价水库总库容105万m3，工程等别为Ⅳ等，其主要建筑物级别为4级，浆水泉水库位于济南市历下区，位置较为重要，复核时洪水标准采用50年一遇设计，500年一遇校核。

3 设计洪水计算

浆水泉水库流域内无实测径流资料，本文采用《山东省小型水库洪水核算办法》通过雨量资料推求设计洪水。

3.1 流域特征参数计算

流域特征参数按下式计算：

式中：K为流域综合特征参数；L为主河道长度，2.89 km；J为河道比降，0.017；F 为流域面积，7 km2。经计算，流域综合特征参数K=5.16。

3.2 设计面雨量

本文采用实测暴雨资料和查表法求得设计面雨量，流域附近有兴隆、东梧等雨量站。根据《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）中的附表1“山东省小型水库所在县净雨统计参数表”可查取济南市历下区24 h最大雨量均值和CV值。查表可知，济南市历下区24 h最大雨量均值为95 mm，CV值为0.59。

本文采用兴隆雨量站1976—2016年41年、东梧雨量站1965—2016年51年最大24 h点雨量系列资料，采用P-Ⅲ型曲线对雨量资料进行频率分析。经适线分析可知，兴隆雨量站历年24 h点暴雨均值为 94.74 mm，Cv=0.46，Cs=3.5Cv，本流域24 h暴雨点面换算系数为1，多年平均最大24 h面雨量为94.74 mm；东梧雨量站历年24 h点暴雨均值为 87.42 mm，Cv=0.46，Cs=3.5Cv，本流域24 h暴雨点面换算系数为1，多年平均最大24 h面雨量为87.42 mm。查P-Ⅲ型曲线模比系数Kp表，得各设计频率的Kp值，相应设计频率面暴雨量为 H24h=Kp×H24h。

浆水泉水库流域50年一遇和500年一遇的流域最大24 h暴雨设计面雨量见表1。

表1 浆水泉水库设计面雨量表 mm

3.3 单位面积最大洪峰流量的计算

根据流域特征综合参数K和设计频率降雨量H24h，按工程地点所在位置和流域坡度，土壤土质、植被等情况，查用泰沂山北区qm～H24h～K关系曲线，得出设计频率单位面积洪峰流量模数qm，计算结果见表2。

3.4 最大洪峰流量的计算

式中：Qm为最大洪峰流量，m3/s；qm为单位面积最大洪峰流量，m3/（s·km2）；F为流域面积，7 km2。最大洪峰流量计算成果见表2。

表2 最大洪峰流量计算成果表

4 结语

通过以上设计洪水计算成果可看出：由查表法查得雨量推求的小型水库设计洪水偏大，50年一遇的设计洪水较实测雨量资料推求的设计洪水偏大13%～20%；500年一遇的设计洪水较实测雨量资料推求的设计洪水偏大50%左右。

由此可见：雨量资料的选取直接影响小型水库设计洪水成果的大小，设计洪水成果的大小直接影响水库调洪结果、特征水位的确定等。《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）中的附表中的降雨资料每个县（区）24 h年最大降雨和CV是同一个数值，不能很好地反映每个小水库流域的实际降雨情况，附表中统计的资料也没有实测降雨资料更新统计的及时。为了更有参考性地推算小型水库的设计洪水，推荐采用水库流域内或者附近流域的是测雨量资料进行洪水计算。这样可以为水库下一步的调洪计算，特征水位的核定提供更具参考价值的依据。