水库库面、陆面洪水叠加计算的应用叠加

水库库面、陆面洪水叠加计算的应用叠加

云南省保山市万润水利电力勘测设计有限公司云南保山678000

摘要:水库控制径流面积较小,库容、库水面相对较大,洪水有库面洪水、陆面洪水之分,入库洪水由库面、陆面洪水叠加形成,根据昌宁气象站40多年的实测暴雨资料及《云南省暴雨统计参数图集》综合考虑推算库面、陆面洪水,再进行叠加后形成安全准确的入库洪水过程,能确保水库安全度汛,精准调洪。

关键词:水库库面、陆面洪水过程叠加计算;入库总洪水过程分析研究。

1基本情况

1.1流域自然地理概况及河道特征

云南省保山市昌宁县珠山水库距昌宁县城约40km,位于鸡飞乡大明山村西北侧约0.5km的大珠山,地理坐标为东经99°27′14″,北纬25°22′18″,有乡村公路可到达水库,交通较方便。水库坝址海拔1454m,流域形状呈扇状,水库坝址以上本区径流面积0.5km2,水库坝址以上主河道长0.8km,河道平均坡降3.2%。水库本区地势东高西低,库区分水岭最高处海拔1610m,平均海拔1537m,流域植被主要为针叶林、灌木及少量荒草地与大明山村旁耕地,植被较好。

1.2流域气象特征

珠山水库区域属中亚热带湿润季风气候区,具有冬春干燥、夏秋湿润、冬无严寒、夏无酷暑、干湿季分明的气候特点。每年的11月至次年的5月,在高空强盛大陆性干燥偏北气流的控制下,天气晴朗少雨,日光充足,蒸发量大,其降水量仅占全年降水量的20%;6~10月由于受西南暖湿气流的影响,气温较高,雨量充沛,降水日数增多,该时期降水量约占全年降水量的80%。根据昌宁气象站40多年的实测资料统计,多年平均气温14.9℃之间;最高月平均气温出现在7月,为22.9℃;最低月平均气温出现在1月,为9.2℃;极端最高气温31.2℃;极端最低气温-4.9;相对湿度82%;多年平均蒸发量(20cm观测值)1149.6mm;多年平均日照2247小时;多年平均降水量1243.7mm;实测多年平均最大风速15.0m/s。夏秋多吹西南风,冬春多吹偏北风。

1.3水库概况

珠山水库于1971年由昌宁县农业局水工队勘测设计,设计坝高33m,库容105万m3;1971年11月动工兴建,至1974年基本完工,实际完成坝高30m。1991年加坝高3m;坝顶高程1485.00m,校核洪水位1483.94m,相应库容105万m3,正常蓄水位1483.40m,相应库容99.7万m3,死水位1466.58m,相应库容死6.28万m3。水库规模为小(一)型,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物级别为4级,次要建筑物为5级。

1.4流域暴雨、洪水特征

区域内暴雨的产生以8、9月最多,暴雨主要受西南暖湿气流的影响,水汽来源于印度洋和孟加拉湾。水汽充沛,当与南下的冷空气相遇或受地形屏障抬升时,往往形成大量的降水。区域内暴雨中心常见于东部一带,主要是东高西低的地形所致。

流域洪水由暴雨形成,暴雨和洪水多发生于6~9月,流域面积小,汇流主要为坡面漫流,汇流历时较短。年最大暴雨与最大洪水的出现时间相对应,洪水峰型与暴雨雨型基本一致。流域洪水的季节性明显,年最大洪水发生于6~11月,以7、8、9月份出现次数最多。根据昌宁气象站实测资料统计,年最大暴雨出现在7、8、9月份的占74%,洪水也多发生在7~9月。流域洪水过程与暴雨过程相似,暴雨过程较为集中,多年平均最大6h暴雨量占24h最大暴雨量的72%。洪水过程陡涨陡落,过程线尖瘦,具有山区小流域洪水特性。

2暴雨

2.1暴雨频率分析

统计昌宁气象站实测有1970-2008年的历年短历时暴雨量,进行暴雨量频率分析,用矩法公式初估参数,以P—Ⅲ型理论频率曲线为线型,经适线确定其统计参数。适线时着重考虑中上部点据与曲线的配合,从频率曲线图上可看出各线与相应的点据配合较好,线线之间保持合理间距,Cv值的适线确定适当。统计参数成果见表2-1

2.2暴雨统计参数确定

珠山水库距离昌宁气象站直线距离约14km,流域平均海拔低于昌宁气象站仅122m;该区域暴雨受相同的大气过程影响而形成,昌宁气象站的暴雨系列长度可以满足代表性和规范要求,暴雨具有可移置性,珠山水库的径流面积0.5km2,故可直接以点暴雨代替面暴雨。并采用《云南省暴雨统计参数图集》暴雨统计参数两种方法珠山水库洪水。

3.3.2洪水组合

珠山水库本区径流面积0.5km2,正常蓄水位相应的水面面积为0.102km2,占本区径流面积的20.4%,扣除水面面积后的本区陆面面积为0.398km2。,其入库洪水应由陆面洪水、库面洪水两部分组成。

库面洪水:库面产生的洪水由设计暴雨过程按库面面积直接转换推求,库面洪水见表3-1。

陆面洪水:根据流域河道特征和暴雨参数,按照《云南省暴雨统计参数图集》的有关参数和计算方法推求得陆面洪水,成果见表3-2。

水库入库洪水由库面洪水、陆面洪水两部分叠加而成。由于本区汇流河道较短(0.8km),从安全考虑,取库面洪水洪峰出现时间与陆面洪水出现洪峰的时间相同(表3-1第13栏对应表3-2第2栏叠加)。入库设计洪水成果见表3-3、3-4。

采用《云南省暴雨统计参数图集》暴雨统计参数与昌宁气象站实测暴雨统计参数计算对比两种(资料)方法计算成果,《云南省暴雨统计参数图集》法洪峰流量比昌宁气象站实测暴雨法成果(洪峰流量)稍大,考虑防洪的安全性,珠山水库本次复核洪水选用《云南省暴雨统计参数图集》法计算成果。入库设计洪水选定成果见表3-4。

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