中、小型水库防洪能力预报方法的探讨.doc

中、小型水库防洪能力预报方法的探讨 姚立军 (福建省漳州市九龙江河道防洪排涝管理处， 363000，漳州) 摘要关键词上象限纵轴表示雨前库容（万m3）横轴表示降雨量（mm）。坐标原点是（0是降雨量，正常库容值）。下象限纵轴表示 溢洪道底以上的溢洪水深（m），上面的横轴表示降雨量（mm），下面的横轴表示溢洪道泄流量（m3/s）。上象限中的斜线，称预报基线，是一条通过原点、斜率为K的直线。斜率K是反映水库蓄水、调洪库容特性的数值。下象限一条是溢洪水深（h）与降雨量（p）曲线（以下均用h~p曲线表示）。另一条是溢洪水深（h）与泄流量（q）曲线（以下均用h~q曲线表示）。 2.2 绘制图1需要资料有：原水库的设计资料或者保坝复核计算资料。如：集雨面积、设计降雨量、相应的溢洪水深、溢洪道现状、水位~库容曲线、h~q曲线和水文分析资料等。 2.3 绘制方法 2.3.1 预报基线的绘制：如图1所示绘坐标图。以坐标原点（0是降雨量，正常库容值）为起点O，以（V正—V雨前/K，V雨前）为另一点e，连接Oe并延长。V正表示正常库容量；V雨前表示雨前库容量。制图时，V雨前可任意假定选取，K是预报基线斜率，K=0.1αF。0.1是单位换算系数；α是暴雨径流系数，常用0.7~0.9，为方便计，制图时可选用0.8。使用时，再根据前期降雨和雨情对预报成果进行修正。修正系数列于图2；F表示水库集雨面积。 从图1可见，预报基线将上象限分成左上部与右下部。左上部表示蓄水情况在正常库容以内变化，暴雨造成的洪水全部蓄于库中，是光蓄不泄的运行情况。右下部表示雨前库容已蓄满到正常库容，暴雨带来的洪水经调洪、泄洪，最后全部泄出，属光泄不蓄的运行情况。如由暴雨造成的洪水由左上部越过预报基线，进入右下部范围，就是说：蓄水量突破了正常库容，水库运行进入调洪和泄洪状态，整个过程中蓄、调、泄进行联合运行。 2.3.2 h~p曲线的绘制：这条曲线是建立在①假定水库雨前蓄水等于正常库容（即满库），洪水经过调洪、削峰，最终全部泄出，蓄水量恢复正常库容。②在一次洪水过程中洪水总量的表达由两部分组成：即最高洪水位时的调洪库容容量和从开始溢洪到达到最大溢洪水深为止，这段时间内溢洪道的排洪量。 对于建成的水库这条曲线的最小值点（0，0）即：降雨量为0，溢洪水深为0。最大值点（H24P,h校）即：设计最大24小时降雨量及其相应的校核洪水位时的溢洪水深，是已知的。其他点可用假定一系列不同的溢洪水深，推求出其相应的降雨量进行点绘。 由溢洪水深推算降雨量可用下列公式： 式中Ph——相应溢洪水深为h时的降雨量（mm）; Vh——相应溢洪水深为h时的水库库容，由水位~库容曲线查得； K——K =0.1αF如前所述； 0.18——单位换算系数； Qh——相应溢洪水深为h时的溢洪道泄流量，可由h~q曲线查得。亦可用Qh=εMBh3/2求得； Th——水库开始溢洪发展到最大溢洪水深时的历时（小时）。 在假定溢洪水深h后，除Th外，其他数值都为已知数。如何选用Th值是个关键，但影响Th值的因素较多，因实际的雨情、雨前库容、前期雨量等情况而不同。选用或计算很难达到准确。根据24小时降雨和“五点法”简化洪水过程线分析，在集雨面积10KM2以内的水库，随库容和最大溢洪水深的大小，在8~4小时中选用；30 KM2以内的水库在12~8小时中选用。对于每一个水库T的最大值，可用下式近似计算： 式中T最大——水库从溢洪开始发展到校核水位时的历时； H24p——校核情况下的最大24小时设计降雨量； V校——校核库容； V正——正常库容； Q校——校核情况下的溢洪道最大泄流量。 以计算出的T最大为上限，根据所假定的h值大小，选择不同的Th，规律是Th值随h值的加大而增大。 h~p曲线可列表计算，将计算成果的⑩项和①项作为坐标值进行点绘。如表1： 表1： h~p曲线计算成果模式表 抗洪 标准 m 雨前 库容 万m3 抗洪水位相应库容 万m3 抗洪水位相应调洪量 万m3 P调= W调 K mm 抗洪水位时泄流量 M3/s 历时 T 小时 泄洪量 W泄 =0.18Qt P泄= W泄 K P总= P调+ P泄 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 表1中P调——造成相应调洪库容量的降雨量； W泄——由溢洪道泄出的洪水量； P泄——造成由溢洪道泄出洪水量W泄的降雨量； P总——总降雨量；抗洪水位=正常水位+抗洪标准。 2.3.3 h~q曲线的绘制 可根据原有的设计资料绘制，也可用下式计算、列表绘制。 Qh=εMBh3/2 2.3.4 实例 绘漳浦县井内水库防洪能力简易综合预报图。 该库F=2.6KM2,▽H正=98.35m,V正=109.20万m3，▽H保坝=100.9m, V保坝=151.2万