大埔县梓里水库设计洪水复核计算

更新时间:2014-06-29 17:58:29 来源: 作者: 浏览1250次 文字大小:
科技论文-中国水利安全网
   您现在的位置:中国水利安全网 >>科技前沿 >>科技论文 >> 浏览文章大埔县梓里水库设计洪水复核计算作者:张建林 日期:2011年05月30日 来源:本站原创 

水库概况

梓里水库位于我县三河镇梓里村,于1970年动工兴建,1973年10月竣工,属小(一)型水库。坝顶高程为49.9m(基准高程为假设高程),最大坝高29.5m,总库容约为139m3,集发电、防洪、灌溉、种养于一体的综合利用的水库,周边植被较好,故水库淤积较少,且水质良好。据1974年《大埔县水利水电工程技术资料汇编》,梓里水库原设计标准为P=5%,洪水位为47.54m,校核标准为P=0.5%,洪水位为48.45m。

二、基本资料

1、集水区域下垫面情况

梓里水库集水区内大部份属高丘区,局部为低山及低丘,土壤以砂壤土为主,水性属中上,植被中等,属针叶林为主的灌木草坡。

2、工程审核标准

根据国家《防洪标准》(GB50201-94水利水电工程标准),梓里水库(小一型)属IV等工程,主要建筑物按4级设计,次要建筑物按5级设计。永久性建筑物和泄水建筑物,设计洪水位采用50年一遇(P=2%),校核洪水位采用500年一遇(P=0.2%)。

3、工程集水区域地理参数

根据1:10000航测地形图量得各项地理参数如下:

集水面积F=6.5km2,干流河长L=4.7km,河床比降J=0.0706

集雨区域特征参数θ=

4、水库集水区域参数

梓里水库集水区域位于《广东省暴雨径流查算图表》分区的韩江分区,采用韩江的设计雨型,设计雨型代号为Ⅰ。采用暴雨低区的αt~t~F关系图(如图1)。

根据粤水电总字〔1992〕12号文,查广东省分区产流参数表,采用内陆产流参数表。

广东省综合单位线滞时m1~θ关系图k ,大陆低区B线。

工程集雨面积F<500 km2, 采用广东省综合单位线Ⅱ号无因次单位线ui~ui

三、计算方法

计算方法按照“多种方法、综合分析,合理选定”的方针,本水库虽属小一型水库,但级按大中型工程的要求进行复核。

复核设计洪水按无流量地区计算,采用1991年《广东省径流查算图表使用手册》中的综合单位线和推理公式法同时计算,推理公式法的原理是先求设计洪峰流量Qm,Qm=0.278( 点击浏览下一页 )F,τ= 点击浏览下一页 ,式中Sp—洪峰径流系数,τ—流域平均汇流历时, 点击浏览下一页 —平均后损率,P—流域平均降水量,再推求设计洪水过程线;综合单位线法的原理是用无因次单位线ui~xi表达的经验线型,只需一个参数m1即可直接求定时段单位线。并对综合单位线法中单位线滞时参数m1及推理公式法中的汇流参数m结合下垫面条件进行调整,在使用两种方法的计算成果相差不超过20%的条件下,按相关规定要求,采用综合单位线法的计算成果。

四、计算步骤

1、推理公式法的关键在于正确确定汇流参数m,本水库的集水区域部分为高丘区,按推理公式法m~θ关系图选定m=0.65。

2、综合单位线法参数的确定

(1)单位线滞时m1的确定

集水区域部分为高丘区,部分为低山及低丘区,J=0.028,θ=15.5。查m1~θ关系图的大陆低区B线选定m1=1.3。

(2)适宜计算时段的Δt的确定

根据集雨面积F=6.5km2,查《广东省暴雨径流查算图表》附表5,适宜计算时段取Δt= 点击浏览下一页 

3、产流参数的确定

梓里水库地区属内陆,F<500 km2,平均后损率

P=2%,f1d=4.58mm/h, f3d=1.99mm/h,

P=0.2%,f1d=4.91mm/h, f3d=2.32mm/h,

4、设计点暴雨量的查算及设计面暴雨量的计算

根据1991年广东省水文总站编制的《广东省水文图集》查得集水区域中心的参数Ht、暴雨统计参数Cv;根据《使用手册》附表2,Cs=3.5Cv皮尔逊Ⅲ型曲线KP值表查出各历时暴雨P=2%,P=0.2%的KP值;按公式Htp=HtKtp, Htp面=Htpαt,计算Htp面的值,如下表1:

表1   梓里水库设计洪水参数统计

项目

时程(小时)

备注

点击浏览下一页

1

6

24

72

暴雨参数Ht

 

52.5

83

116

150

P=2%

Sp=104.32

np=0.71

P=0.2%

Sp=138.6

np=0.69

变差系数Cv

 

0.37

0.41

0.45

0.45

模比系数Ktp

P=2%

 

1.987

2.12

2.28

2.28

P=0.2%

 

2.64

2.89

3.2

3.2

换算系数α

 

1

1

1

1

面暴雨量Htp=Htp

P=2%

 

104.3

175.96

264.48

342

P=0.2%

 

138.6

239.87

371.2

480

五、计算成果

依据上述确定的各种参数,使用综合单位线法和推理公式法电算程序进行计算,所得结果如表2。

 

 

 

 

 

 

 

表2  计算成果

方法

项目

P=2%

P=0.2%

备注

广东省综合单位线法SUHM-1A

单位线滞时m1

1.3

1.3

雨型分区:Ⅰ区

无因次单位线Ⅱ号滞时m1~θ关系线B区

 

 

4.58

4.91

 

1.99

2.32

洪水总量(万m3

Wt

64.83

86.9

W24

106.14

165.21

W72

129.17

203.24

洪峰流量(m3/s)

119.91

162.24

推理公式法(1988年修订)TL-1A

汇流参数

0.65

0.65

雨型分区:Ⅰ区

地形因素:高丘区

暴雨因素:低区

平均损失率(mm/h)

f24

4.58

4.91

f72

1.99

2.32

暴雨递减指数np

汇流时间t(h)

洪峰流量(m3/s)

0.  71

2.07

104.1

0.  69

1.88

153.1

 

六、推理公式法与综合单位线法成果的调整

由于推理公式对降雨过程的变化没有充分考虑,计算方法不尽合理,因而导致洪量过于集中,调洪水位偏高。综合单位线法的时段单位线是根据单位线滞时m1及各类典型无因次单位线ui~xi推求得出,能较好地反映降雨过程的变化,洪峰流量和洪水过程的推求有机地结合在一起。经实测洪峰验证,精度也比推理公式法高。因此,两种方法经过合理协调后,设计洪峰流量的误差小于20%即采用综合单位线法的成果进行调洪演算。

在梓里水库用两种方法设计洪水计算过程中,主要是对单位线滞时m1进行调整,在一般情况下汇流历时τ>m1。m1减小,单位线的峰值qm增大,m1=1.277~1.3作调整,结果采用m1=1.3,计算结果较为理想,P=2%,P=0.2%各自用两各方法算得的洪峰流量值误差均小于20%,采用误差计算公式为δ=(Q-Q)/ Q

表3  两种计算方法误差比较

P

方法

Qm(m3/s)

δ

V(万m3

Qm(m3/s)

Zm(m)

2%

推理公式法

104.1

13.2%

 

 

 

单位线法

119.91

129

82.4

47.87

0.25

推理公式法

153.1

5.6%

 

 

 

单位线法

162.24

139

113.2

48.43

七、结语

从表3中可知,推理公式法与综合单位线法推求的洪峰流量值Qm的误差δ,当P=2%时,δ=13.2%,当P=0.2%时,δ=5.6%,故采用综合单位线法的计算成果,即P=2%设计洪水位Z=47.87m,P=0.2%校核洪水位Z=48.43m。

梓里水库此次洪水复核计算,提高了原设计标准P=5%,Z=47.87m,P=0.2% Z=48.43m。


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