水文及水库特征水位精品

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1、2 水文及水库特征水位2.1 流域概况罗汉洞水库位于彭州市西北部桂花镇境内。水库大坝修建在土溪河右岸一级支流一无名沟上。大坝控制无名沟的集雨面积4.9km2，控制无名沟长度6.01km（从分水岭量算至坝址），河道比降为19.0。罗汉洞水库于1956年1月动工兴建，于当年建成蓄水运行。水库设计总库容40.97万m3，有效库容24.85万m3，是一座以灌溉为主兼有防洪、水产养殖等综合利用要求的小(2) 型水库。土溪河流域上从来没有设立过雨量站、气象站。只有邻近的湔江干流上设立了白果坪雨量站、大宝雨量站和关口水文站。根据三个站的实测资料分析，湔江流域多年平均降水量为988.7mm1409.1mm，降

2、水量随地面高程的上升而呈增加的趋势，年降水量主要集中在七、八、九三个月，三个月的降水量约占全年的60%左右。土溪河流域靠近鹿头山暴雨区的腹心地带，夏季多暴雨，暴雨发生在每年的69月，邻近流域雨量站实测24小时暴雨量有达24.856.6mm的记录。土溪河流域无实测气温、蒸发、湿度等资料，仅将关口水文站和彭州市气象站的实测资料作详细的统计分析，供有关专业参考。彭州市气象站实测多年平均气温为15.6，实测年极端最高气温为36.9，实测年极端最低气温为6.2。实测最大风速为15.5m/s，多年平均风速为12 m/s，实测多年平均年相对湿度为83%。多年平均蒸发量为913.7mm。关口水文站实测多年平均

3、年蒸发量为675.9mm。罗汉洞水库的径流主要源于降水。每年的12月由流域内的深层地下水补充河川径流：35月由降水和地下水共同补给河川径流；610月的罗汉洞水库中的径流量较大，主要由降水补给径流；1112月，罗汉洞水库中径流量逐渐减少，由降水和浅层地下水共同补给径流。据湔江、关口水文站多年实测径流资料分析，径流量与降水量同步，年径流量主要集中在69月，四个月的径流量占年径流量总量的65%，关口站（集雨面积625km2）实测瞬时最大流量为4490m3/s，最小流量2m3/s。罗汉洞水库雨洪关系密切，由暴雨产生洪水，土溪河流域靠近鹿头山暴雨区的腹心地带，每年的六九月都要发生大暴雨。由于土溪河流域暴

4、雨强度较大，河流比降大。因此，罗汉洞水库汛期河水浑浊，推移质和悬移质较多。土溪河是典型的山溪型河流，洪水陡涨陡落，过程线尖瘦。洪水特性是峰高量小，常年洪、枯水位变幅为0.51m，一次洪水过程一般历时约为1天。距罗汉洞水库较远的湔江干流上设立了白果坪、大宝雨量站，在湔江的出山口设立了关口水文站。在邻近流域石亭江的出山口设立了高景关水文站；在绵远河出山口设立了汉王场水文站；在白沙河（属岷江水系）河口附近设立了杨柳坪水文站；在湔江干流下游的沱江干流上设立了三皇庙水文站。现将罗汉洞水库邻近的各个测站的测验项目及实测资料年限统计在表21中，供罗汉洞水库水文分析计算选用。罗汉洞水库邻近流域水文站、雨量站统

5、计表表2-1测 站 名 称观 测 年 限观 测 项 目白 果 坪1965年1961年1963年至今雨 量大 宝1966年至今雨 量关 口1952年至今1956年58年、1960年、1968年至今1952年1958年、1960至今雨 量流 量水 位高 景 关1951年至今1956年至今1956年1960年、1967年至今雨 量水 位流 量汉 王 场1954年至今1954年至今1956年1959年、1962年至今雨 量水 位流 量杨 柳 坪1961年至今1954年至今1954年至今雨 量水 位流 量三 皇 庙1941年至今1941年至今1941年至今1941年至今雨 量水 位流 量泥 沙从表2-1

6、中可见，除关口水文站外，其余的水文站、雨量站都距罗汉洞水库很远，其水文观测资料对罗汉洞水库而言无代表性，不能移用至罗汉洞水库。关口水文站虽然距罗汉洞水库很近，但关口水文站是大河测站（控制流域面积625km2），其实测的洪水、径流资料不能移用至罗汉洞水库。由于关口雨量站的高程比土溪沟流域低200m左右，故关口雨量站的实测资料对罗汉洞水库来说，也缺乏代表性。流域水系见附图2-1。2.2 基本资料的收集、复核在本次震损水库除险加固工程设计中对罗汉洞水库进行了复核，其复核内容如下：彭州市罗汉洞水库枢纽工程基本资料表表2-2序 号名 称特 性备 注(一)流域特征1所在水系湔江2所在河流土溪河3控制流域面

7、积4.9km24河道长度6.01km5坡降196多年平均蒸发量913.7mm（二）水文气象特征1年降雨量9881409.1mm2年径流量416.5万m3320年一遇洪量99.99万m34200年一遇洪量164.49万m3（三）水位特征1设计洪水位667.09m2校核洪水位667.93m3正常蓄水位667.00m4死水位664.00m（四）库容特征1总库容40.97万m32兴利库容24.85万m33死库容3.12万m3（五）大坝特征1坝型均质土坝2坝顶高程669.80m3最大坝高15m4坝顶长64m5坝顶宽度3.0m6坝底宽度76.0m（六）溢洪道1底板高程665.00m2闸孔数3（孔）2m（七

8、）放水设施1放水涵卧管和放空冲沙洞共1处（八）灌区特征1设计灌溉面积1350亩2现有灌溉面积1350亩经过复核其库容、河流特征、工程特性与安全鉴定一致，与“三查三定”资料一致。2.3 洪水2.3.1 工程等级及洪水标准罗汉洞水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、水产养殖等综合效益的水库枢纽工程。水库总库容40.97万m3，最大坝高15m，坝型为均质土坝。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，罗汉洞水库属五等小（二）型水库工程，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。主要建筑物：均质土坝、放水设施、溢洪道。次要建筑物：对外交通公路等。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252

9、2000）的划分，罗汉洞水库设计洪水标准为20年一遇，校核标准为200年一遇洪水。2.3.2 设计洪水复核计算2.3.2.1 设计暴雨罗汉洞水库外的水文站、雨量站的实测暴雨资料不能反映出罗汉洞水库的实际情况，不能移用至罗汉洞水库。罗汉洞水库内无实测水文资料，故按无资料地区的洪水计算方法，计算罗汉洞水库的设计洪水。罗汉洞水库的设计暴雨采用四川省中、小流域暴雨洪水计算手册中刊布的相关图表计算，根据其地理位置计算罗汉洞水库的设计暴雨量。在四川省最大1/6小时、年最大1小时、年最大6小时、年最大24小时暴雨量均值的等值线图上查得，罗汉洞水库所在小流域的H1/6、H1、H6、H24分别为16mm、50m

10、m、90mm、120mm。在四川省年最大1/6小时、最大1小时、年最大6小时、年最大24小时暴雨变差系数CV等值线图上查得罗汉洞水库CV1/6、CV1、CV6、CV24分别为0.35、0.35、0.47、0.57。罗汉洞水库指定频率的设计暴雨量见表23。罗汉洞水库设计暴雨成果表表23 单位：mm时 段均 值CVCS1/6 h160.353.5CV1h500.353.5CV6h900.473.5CV24h1200.573.5 CV2.3.2.2 设计洪峰流量的推求及合理性检查根据水利水电工程设计洪水计算规范(SL4493)的有关规定，当流域面积小于1000km2，无实测洪水资料的地区，可以采用暴

11、雨资料推求设计洪水。因此，彭州市罗汉洞水库的入库洪水拟用中国水利科学院推荐的推理公式，采用暴雨资料计算罗汉洞水库的入库洪峰流量。1、推理公式的基本关系式水科院推荐的推理公式，适用于全面产流条件下的全面汇流和部分汇流两种情况，公式的形式为：Q当全面汇流条件下tC时当部份汇流条件下，tC时=o 1/(4n)式中：Q：最大流量(m3/s)；：洪峰径流系数；i：最大平均暴雨强度(mm/h)；S：暴雨雨力，即最大一小时暴雨量(mm/h)；n：暴雨公式指数；F：集雨面积(km2)；L：河流长度(km)；J：河道平均平降()；：流域汇流时间(h)；O：当=1的流域汇流时间(h)；tC：产流历时(h)；：产流

12、参数，即产流历时内流域平均入渗强度(mm/h)；m：汇流参数。2、计算参数流域特征值F、L、J经量算罗汉洞水库所在的小流域的特征值为：水库控制的集雨面积F=4.90km2，水库控制的河流长度L=6.01km，河流的平均比降J=19(从罗汉洞水库大坝量至分水岭)。暴雨参数S、n由于彭州市罗汉洞水库的洪水汇流时间在24小时范围内，故罗汉洞水库所在流域的暴雨公式应采用短历时的计算式计算。产流参数设计流域处于青衣江鹿头山，相对高差一般在200m以上，地势较陡，植被较好。产流参数的平均值按下式计算：=6F0.19、CV=0.15、CS=3.5CV汇流参数m经计算，罗汉洞水库所在流域的值为15.14，按四

13、川省水文手册中的计算公式算得罗汉洞水库的汇流参数m为0.61。3、罗汉洞水库的入库洪峰流量利用前面分析计算的参数和水科院推荐的推理公式，用解析法计算指定频率的洪峰流量。彭州市罗汉洞水库不同频率的入库洪峰流量计算成果见表24。罗汉洞水库入库洪峰流量计算成果表表24指定频率P(%)0.501.005.010.0入库洪峰流量(m3/s)69.461.241.933.6注校核标准设计标准4、计算成果合理性分析罗汉洞水库属无实测水文资料地区，按照四川省中、小流域洪水计算手册中的有关规定，采用推理公式计算罗汉洞水库的设计洪水是合符水文计算规范的。暴雨参数及产汇流参数都是在已获审批的相关图表中查算的，罗汉洞水库的流域特征值是在1：10000的航测图是量算的。综上所述，用推理公式计算罗汉洞水库的设计洪水，计算方法正确，暴雨参数取值基本合理，设计洪峰流量、校核洪峰流量成果具有一定的精度，可供罗汉洞水库调洪演算。2.3.2.3 设计洪水过程线1、用暴雨推求洪水总量(1) 计算设计暴雨历时罗汉洞水库控制小流域的集雨面积为4.90km2，根据实际调查，罗汉洞水库的入库洪水基本上都是单峰洪水。因此，按单峰洪水计算罗汉洞水库的设计暴雨历时，经计算罗汉洞水库的设计暴雨历时为19.04小时，暴雨历时以小时计算。(2)