榕江县永福水电站设计洪水复核分析

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摘 要：设计洪水复核，对水电站工程的防洪安全及除险加固规模的确定尤为重要。通过石灰厂水文站（1953～2012年）的资料系列，对永福水电站设计洪水进行了详细地分析计算和全面复核。本次洪水复核计算为永福水电站设计防洪标准选择和除险加固防洪度汛工程实施等提供了科学的数据依据。

关键词：设计洪水；历史洪水；暴雨；参证站

榕江县永福水电站于2005年建成投运，距今已有10余年。设计洪水是河流防洪工程整体规划和完成水电站大坝安全鉴定工作的前提条件[1]。永福水电站所处的石灰厂河段，从1784年以来出现了1833、1938、1945、2000年等较大或特大历史洪水，为确保永福水电站自身安全，同时对电站大坝防洪安全评价提供重要的数据支撑，有必要对水电站设计洪水进行全面复核。

1 流域概况及水文参证站选择

永福水电站位于贵州省黔东南州榕江县境内都柳江干流的八吉河段。都柳江（贵州河段）流域位于贵州省的东南部，流域集水面积11586km2，主河道长298km，平均比降2.97‰。采用1/5万地形图对永福水电站坝址以上集水面积进行量算，经复核，永福水电站坝址以上集水面积为6675km2，主河道长度为209.3km，河道平均比降5.6‰。

石灰厂水文站位于都柳江中游，距上游的榕江县城约2.5km，集水面积6554km2，该站于1953年设站，观测项目有水位、流量、降水和蒸发等，有1954年至今的资料系列。由于石灰厂水文站位于坝址上游，距离约13km，且区间无大支流加入，石灰厂水文站、永福水电站以上集水面积分别为6554km2、6675km2，只相差1.8%，所以选取石灰厂水文站作为水文分析的参证站。

2 洪水及复核

2.1 暴雨洪水特性

都柳江流域属山区雨源型河流，洪水主要由流域内暴雨产生。降水量集中于5～8月份，约占年降水量的58.6%，4月份降水量也较多，约占年降水量的10.3%，但属初汛期，雨损较大，一般不容易产生大洪水。一般汛期每年从4月开始，9月底结束。流域的较大洪水主要由冷峰低槽、两高切变、长江横切变、台风等类型的天气系统所造成[2]。根据珠委对西江流域水文资料所作的分析，多年平均洪峰流量模数为11.0m3/skm2左右（面积比指数为0.66）；洪水量级较大，洪水过程多呈单峰型或双峰型，复峰型洪水过程不多，较大洪水过程多在5～10天左右。根据石灰厂水文站1953～2012共60年资料统计，年最大洪峰流量多出现于5～7月，共52次，占86.7%，其中，6月份居最多，共24次，占40%。

2.2 历史洪水复核

2.2.1 洪水调查

根据调查整编成果，确定调查到的石灰厂水文站河段历史洪水精度比较可靠的洪水有：石灰厂河段1945年洪水，其洪峰流量为13700m3/s。2008年7月，对永福水电站进行了洪水调查，在电站坝址处及下游传洞村两地调查到2000年一场洪水。据电站工作人员龚工介绍，2000年洪水是他看到的最大一场洪水，并指认了洪水痕迹；而据下游传洞村的蒙国凡村民，他看到过的2000年洪水最大，当时淹到了旧房子基脚。本次所调查的河段刚好位于石灰厂水文站下游，其洪水量级与石灰厂水文站相近，调查洪水洪峰流量采用面积比的n次方计算，n取0.66。

2.2.2 历史洪水重现期的确定

石灰厂河段从1592年起就有文献记载，但对于早期大水记载各文献均存在记载不完整和不连贯的现象，从1784年以后的记载才算较为完整和连续，故认为石灰厂河段历史洪水考证期可从1784年算起较为合理。1945年历史洪水洪峰流量为13700m3/s，排第二位，经分析确定，石灰厂水文站1833年洪水重现期为229年，1945年洪水重现期为115年一遇。历年实测最大洪峰流量为2000年，洪峰流量9350m3/s，考虑到其稀遇性，亦提出做特大值处理。由于1784至1945年间洪水除1833年外有无比2000年更大的洪水不详，故其考证期宜从1945年算起，则2000年洪水重现期重现期为34年。

2.3 设计洪水计算

根据石灰厂水文站实测洪水资料，按年最大值独立选样法，统计水文站各年最大洪峰流量，此外，对石灰厂站1953年的洪峰流量根据实测水位采用实测水位流量关系插补，将插补值与实测系列一起组成各站1953年～2012年洪峰系列。根据石灰厂水文站实测（及插补）洪水系列和历史洪水调查成果，分析实测洪水洪峰流量及历史洪水调查精度情况，确定石灰厂站特大洪水为1945年洪水，对实测及历史洪水组成的不连续峰系列进行频率计算，经验频率按分别处理法计算，以矩法初估统计参数，采用P-III型频率曲线适线，以理论曲线与经验点据配合最好为原则确定Cv值。根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）推荐的离差平方和最小准则确定Cv值，Cs/Cv取4.0。

永福坝址的洪水统计参数按面积比拟相应参证站的洪水成果，根据珠委设计院1992年编制的“榕江水利枢纽可行性研究水文分析报告”列载之西北江流域洪峰流量P=0.01%Qm～F关系图及历史洪水Qm～F关系图，西北江流域（包括都柳江）洪峰面积指数比为0.60～0.72，取平均数n=0.66。

通过对比，各设计阶段石灰厂水文站洪峰流量均值均不一致，洪峰Cv基本一致。本次计算的洪峰流量均值较永福水电站工程初步设计报告成果（资料系列1953～1991年）偏高是因为石灰厂水文站洪水系列延长后加入了一些相对均值较大的洪峰流量，如2000年9350m3/s，1996年7290m3/s，2007年6070m3/s；较永福水电站工程大坝安全复核成果（资料系列1953～2008）偏低是因为石灰厂水文站洪水系列延长4年后加入了一些相对均值较小的洪峰流量，如2010年2500m3/s，2011年1420m3/s，2012年2280m3/s。

3 结束语

设计洪水复核是确保水电站防洪安全的重要数据依据。随着水文资料的延展和水文科学的不断进步，利用参证站的水文实测数据和实地调查数据，为水电站除险加固工程提供切合实际和可靠的洪水复核成果，显得尤为必要和有意义。洪水复核中，一定要根据区域流域特征和工程特点，广泛搜集和复核基本数据资料，提高选用水文资料系列的可靠性、代表性和一致性，确定准确、全面的计算分析成果。

参考文献

[1]梁岸文.水库设计洪水复核与除险加固[J].广东科技，2007（11）：183-184.

[2]常景坤，邓秋良，等.受上游水库群影响的设计洪水分析研究[J].中国水运，2014（11）：240-241.

作者简介：曹孟智（1988-），男，江西省上饶市人，本科，助理工程师，主要从事水文分析计算与水利规划方面的工作。