高坊水库安全鉴定防洪能力复核分析

熊志明

(金溪县水利局，江西 抚州 344800)

1 工程概况

高坊水库位于金溪县黄通乡与陆坊乡交界处，距县城15km，坝址座落于信江水系白塔河支流高坊河上，坝址以上控制流域面积102km2。是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电等综合利用的中型水库。水库下游有金溪县陆坊乡、余江县城、工矿企业、浙赣铁路、206国道等重要设施，保护下游人口10万人，耕地面积8000hm2。

高坊水库始建于1958年，1974年作了大坝斜墙铺盖处理，1986年枢纽工程按提高正常蓄水位4.5m进行了扩建加固，2004年对水库进行了除险加固。枢纽工程主要建筑物有：主坝(均质土坝)、副坝(浆砌石坝)、溢洪道、灌溉兼发电隧洞、放空隧洞及坝后电站等。

2 设计洪水复核

2.1 防洪标准复核

高坊水库总库容6750万m3，为中型水库，根据现行《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2017)，本工程等别为Ⅲ等，主要水工建筑物级别为3级，按山区、丘陵区水利水电工程永久性建筑物洪水标准规定，3级建筑物设计洪水标准为100-50a一遇，校核洪水标准为2000-1000a一遇， 2002年除险加固阶段设计标准采用100a一遇，校核标准采用1000a一遇，满足《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2017)的要求，本次沿用该标准，其设计洪水标准为100a一遇，校核洪水标准为1000a一遇。

2.2 设计洪水复核

本次采用江西省水文总局2010年编制的《江西省暴雨洪水查算手册》(以下简称《手册》)，根据《手册》使用说明，面积在50km2以上的流域，推荐采用瞬时单位线法计算设计洪水，当工程规模属中型或性质较为重要，而且要求有较精确的设计洪水过程线进行调洪演算时，宜采用瞬时单位线法计算，故本次采用瞬时单位线法复核设计洪水。

2.2.1 暴雨推求

根据工程地理位置采用《手册》中的暴雨等值线图和偏差系数图可查得水库流域各时段暴雨参数，其相应的设计暴雨成果列入表1。

表1 水库各时段点暴雨值成果表

根据选定的设计暴雨参数，推求坝址控制流域的各频率设计暴雨面暴雨量，成果见表2。

表2 水库各时段面暴雨值成果表

2.2.2 产汇流计算及洪水成果

1)设计暴雨时程分配：

考虑流域面积较大，因此采用控制时段△t=3h的暴雨雨型分配过程，求得各频率下的时段暴雨分配量，见表3。

2)设计24h净雨计算：

由产流分区图可知，工程属信江流域，位于产流Ⅵ区，查《手册》附表，计算出各频率下24h净雨过程，见表4。

3)设计洪水及洪水过程线推求：

该工程属信江流域，据瞬时单位线计算分区图，该工程位于Ⅵ区，利用该区经验公式计算设计洪水过程线，见表5及表6。

表3 水库设计暴雨时程分配表

表4 水库设计净雨成果表

表5 高坊水库设计洪水成果表

表6 高坊水库设计洪水过程线成果表

续表6 高坊水库设计洪水过程线成果表

2.2.3 设计洪水成果选用及分析

将本次安全鉴定阶段推求的设计洪水成果与原设计成果进行比较，经分析，本次采用《手册》推求的设计暴雨H60min比原成果小9.1%-13.9%， H6比原成果小10.2%-12.2%，H24与原成果基本一致，且因汇流参数计算公式参数的变化导致计算的汇流参数m 值不同， 本次推求的设计洪峰流量均小于原成果，最大一日洪量100a一遇大于原设计成果，1000a一遇小于原成果。

根据《水库大坝安全评价导则》(SL258-2017)防洪能力复核一般规定7.1.4条，如设计洪水复核计算成果小于原设计洪水成果，宜沿用原设计洪水成果进行调洪计算，本次将本阶段复核的设计洪水和原设计洪水均进行调洪演算，成果比较如下表7，从表中可以看出，调洪水位100a一遇本次成果与原成果一致，1000a一遇以原成果更大，因此，本次设计洪水成果沿用原设计成果，见表8、表9 。

表7 采用不同方法推求洪水及调洪成果比较表

表8 高坊水库原设计洪水成果表

2.2.4 设计洪水成果合理性及分析

1)本次设计洪水计算设计雨型采用《手册》确定的以3h为时段分配的区域性综合成果，设计暴雨选用地区综合成果，经与周围单站短历时暴雨成果比较后，选用的暴雨成果对工程的安全有保证。

本次计算的设计洪水和调洪最高水位经与原成果进行比较后，100a一遇和1000a一遇设计洪峰流量均小于原成果，但最大一日洪量100a一遇本次复核成果大，1000a一遇比原成果小，经调洪演算后，100a一遇调洪水位基本一致，1000a一遇以原成果更大，根据《导则》规定，本次沿用原设计洪水成果，对工程的安全是有保障的。

2)为进一步论证本次洪水复核成果的合理性，将本次设计洪水与本地区其它水库设计洪水成果进行比较，详见表10。从表中可以看出，水库的洪峰模系数与本地区其它已建中型水库的设计洪峰模系数较接近，因此设计洪水成果是合理的，可作为洪水复核采用。

表10 水库及邻近流域设计洪水成果比较表

3 调洪演算

3.1 水库泄洪设施

高坊水库采用溢洪道泄洪，水位、下泄流量成果见表11。

3.2 调洪演算

1) 起调水位：

因高坊水库下游有防洪要求，本次安全鉴定则以汛限水位117.3m作为起调水位。

表11 高坊水库水位-下泄流量成果表

2)防洪高水位：

水库下游防护对象是石溪渡槽以下的浙赣铁路、余江县城及部分沿河乡镇，防洪标准为10a一遇，因此，按10a一遇的洪水过程，下游河道的安全泄量为146 m3/s，按该安全泄量进行控制泄洪，经调洪演算，求得防洪高水位为118.17m。

3)调洪最高水位：

根据防洪汛期限制水位117.3m为起调水位，采用水库下游防洪泄水规则及调度方式，对各频率设计洪水按安全泄量进行控制泄洪，直至防洪高水位出现，然后按大坝防洪的调度方式，进行调洪演算。调洪演算采用变时段试算法，求得各频率特征水位及最大下泄流量，高坊水库调洪计算结果详见表12。

4 抗洪能力复核计算

本次复核水库设计洪水位(P=1.0%)为118.28m，校核洪水位(P=0.1%)为118.89m。坝顶超高计算结果详见表13。

表12 高坊水库调洪演算成果表

表13 坝顶超高计算表

从表13可知，大坝坝顶高程满足现行规范的防洪要求。

5 结果分析

1)本次安全评价高坊水库设计标准仍采用100a一遇，校核标准仍采用1000a一遇，与原成果一致。

2)本次安鉴沿用原洪水计算成果，原成果对工程的安全有保证，能满足本阶段评价水库防洪能力的设计要求。

3)现状坝顶高程能满足现行规范的防洪要求。

综上所述，按《水库大坝安全评价导则》(SL258-2017)，大坝防洪安全性为A级。