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流溪河水库库容变化对调洪演算结果的影响

作者：李标

来源：《科技资讯》2011年第11期

摘 要:流溪河大坝第二次安全定期检查工作中,对大坝上游面进行水下检查时发现坝前淤积较为严重,之后对水库库容进行了校核测量,发现库容淤积明显。在大坝第三次安全定期检查工作中,将淤积造成水库库容变化对调洪演算结果的影响作为一个重要内容进行讨论。为此,对不同频率的设计洪水进行调洪演算,以便深入了解库容淤积对水库防洪能力的影响。 关键词:水库库容 调洪演算

中图分类号:TV697.13 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)04(b)-0058-02

1 水库工程概况

流溪河水库发源于从化吕田桂峰山。河流从东北向西南流经从化县的良口、街口、大平场,花县的北兴、花东,广州郊区钟落潭、人和,至江村的南岗口与白坭河和西南涌汇合后注入珠江。主流全长156km,集雨面积2300km2。良口以上河长57km,平均坡降0.161%。流域内支流众多,但大都源近流短。在南岗以上集雨面积为100km2以上的二级支流有牛栏河、玉溪河、分田水、龙潭水、小梅水等五条。从1958年起,除在上游建成流溪河水库外,相继修建了温泉人工湖,大坳和李溪等拦河坝。在主要支流上建成了九湾潭、黄龙带等4综中型水库及23综小一型水库,33综小一型以下水库,总控制809.6km2,占流域面积的35.2%,蓄水总库容5.79亿m3,有效库容4.29m3。建成大小引水工程162综,实际引水流量36.05m3/s,有效地利用了区间水和回归水。流溪河水库位于从化县小车村下游1.3km处,该工程是以发电为主,兼顾防洪、灌溉等综合利用的枢纽工程。水库于1956年8月动工兴建,1958年6月开始蓄水,1958年12月建成并投入运行。

2 复核要求

流溪河水库于1956年进行初步设计,1957年进行技施设计,当时坝址附近仅有3～4年的实测流量资料,资料短缺,故当时仅能以暴雨径流和上下游测站相关法进行坝址设计洪水计算。由于水库建成运行多年,泥沙淤积明显,故可有效利用的库容减少。为了深入了解库容淤积对水库防洪能力的影响,本次复核的两个基本任务如下:(1)依据原用库容曲线和调洪规则,确定调洪演算方法,并对1973年型各频率设计洪水进行调洪演算,以获得与原设计相近的不同频率设计洪水的调洪演算结果。(2)根据确定的调洪演算方法,将库容曲线置换为淤积后复测的库容曲线,再次对

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73年型各种频率设计洪水进行调洪演算,并与原库容曲线的相应计算结果对比,得出库容曲线变化对水库防洪特征水位的影响。

3 计算条件

本次水库防洪特征水位的计算,采用如下相关资料。

(1)设计洪水。采用1973年型的设计洪水全过程进行调洪演算(表1)。

(2)库容曲线。①原库容曲线。②复测库容曲线(表2、图1)。库容淤积后对库容曲线进行了复测,截取涉及到调洪演算的曲线段如表3、图2。 (3)泄流能力曲线。水轮机按过流能力55m3/s计(表4）。

(4)调度规则。根据相关规定,运行初采用的拟调洪规则如下:在汛限水位来洪水时,按当时库水位及上时段平均来水量控制溢洪洞泄放流量(见下表5,不包括溢流及发电)。若入流量未超过200年一遇(瞬时流量3210m3/s或者两小时平均2750m3/s),限制最大泄量1255m3/s(发电流量55m3/s从厂房和永久桥后排出,此时总出库即可控制在1200m3/s+55m3/s),若超过200年时不限。校核标准为1000年一遇。设计标准100年一遇。退水时,闸门开度视水位而定,当水位在237.00m以上时,闸门开度仍保持不变;水位退至237.00m时分级控制;水位退至规定的控制水位时,闸门全关。水库防洪限制水位: 4月～6月20日 233.00～234.00m 6月21日～10月 234.00～235.00m。

4 计算方法

采用迭代试算法进行调洪演算。基本模型如下。

当来水重现期小于等于200年时,≤。 式中:

为溢洪道泄流能力函数;

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为泄洪洞泄流能力函数; g为泄洪洞泄放流量的控制规则; ,为时段出、末入库流量,m3/s; ,为时段出、末出库流量,m3/s; ,为时段出、末水库蓄水量,m3; ,为时段出、末水库水位,m。

,,为溢洪道、泄洪洞、水轮机过流量。

5 计算结果

根据调洪规则对不同频率设计洪水进行调洪演算,起调水位为235.00m。汇总成果如下:(1)依据原库容曲线。(2)依据复测库容曲线。将库容曲线置换为复测后的库容曲线,调洪演算结果二者对比如下:从结果中可以看出,泥沙淤积的不同程度抬高了各种频率设计洪水的调洪最高水位(表6)。

由表7可见,20年一遇与100年一遇洪水复测库容曲线与原库容曲线的计算结果相差不大,200年一遇以上洪水影响程度一致,均为0.12m,都远远小于1980年复核成果(目前采用)。实际上水库淤积量主要集中在235m以下,对比原库容和复测库容曲线,235.00m到239.00m之间,复测前后库容的差别如下:

复测前:=(3.870-3.250)=0.620m3。 复测后:=(3.559-2.972)=0.587m3。

单从测量数据来看(抛开原库容和复测库容的测量成果之准确性),理论上235.00m～239.00m之间水库淤积量仅为=0.033m3,约占总淤积量0.326m3的10.16%。即90%左右的淤积集中在235.00m以下,所以对防洪的影响相对较小。根据对流溪河水库设计洪水的复核计算以及库容曲线变化对调洪演算结果的分析,我们得出如下结论:(1)水库的淤积90%集中在库水位在235.00m以下的位置。(2)库容曲线的变化使得设计洪水位提高0.04m,校核洪水位提高0.12m。(3)水库淤积对防洪的影响相对较小。