太平溝水庫水文特性探析

潘志鋼

(遼寧省遼陽水文局，遼寧 遼陽 111000)

1 流域概況

太平溝水庫位于陳屯鎮(zhèn)太平溝村，于1972年竣工投入運(yùn)行。太平溝水庫工程為典型的“三邊”工程，建于1972年，無原始設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收資料。水庫當(dāng)時的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是20年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，是一座以灌溉為主、兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小(2)型水庫。庫區(qū)流域面積2.5km2，壩址以上河道長3.14km，河道平均比降為101.9‰。根據(jù)蓋州市氣象站氣象資料統(tǒng)計(jì)分析，流域內(nèi)多年平均氣溫9.7℃，極端最低氣溫-28.1℃，極端最高氣溫36.6℃。

多年平均降水量726mm，年內(nèi)降水分配不均勻，6—9月降水占全年總降水量的73.1%。流域多年平均蒸發(fā)量1500mm。春季多西南風(fēng)及東南風(fēng)，夏季以東南風(fēng)為主，多年平均最大風(fēng)速18.0m/s，最大風(fēng)速23.0m/s。最大積雪深度22cm，最大凍土深度1.1m。

2 水文基本資料

本次洪水計(jì)算采用《遼寧省中小河流(無資料地區(qū))設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》中的推理公式法。

2.1 徑流

壩址處徑流計(jì)算依據(jù)《遼寧省水資源評價(jià)成果報(bào)告》(簡稱二次評價(jià))中遼寧省1956—2000年平均年徑流深等值線圖、遼寧省1956—2000年平均年降水量等值線圖，得出多年平均徑流深為175mm，太平溝水庫壩址處變差系數(shù)Cv=0.71，Cs=2Cv。太平溝水庫各保證率天然年徑流量計(jì)算成果見表1。

表1 太平溝水庫各保證率天然年徑流量計(jì)算成果

不同保證率天然月徑流量分配比采用“二次評價(jià)”中熊岳站的成果。太平溝水庫各典型年天然月徑流量成果見表2。

表2 太平溝水庫各典型年天然月徑流量成果 單位：萬m3

2.2 暴雨、洪水

2.2.1 暴雨、洪水特性

本流域暴雨多為季風(fēng)帶系統(tǒng)造成，其中大暴雨往往是臺風(fēng)北上直線作用或者是與季風(fēng)帶系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。暴雨比較集中，大部分發(fā)生在東南季風(fēng)勢力最強(qiáng)的7月、8月，暴雨一般持續(xù)1～2d，最長可達(dá)3d。

流域的洪水均為暴雨所形成，具有一定的規(guī)律性和季節(jié)性。由于暴雨急，洪水匯流時間短，洪水過程往往峰高量大。一次洪水過程一般3d左右。

2.2.2 設(shè)計(jì)暴雨、洪水計(jì)算

太平溝水庫位于流域上游，全部為山丘區(qū)。由于沒有實(shí)測洪水資料，本次主要依據(jù)1998年《遼寧省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》進(jìn)行設(shè)計(jì)暴雨、洪水計(jì)算。

按《遼寧省中小河流(無資料地區(qū))設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》，該地區(qū)水文分區(qū)為Ⅳ區(qū)，分別由各時段暴雨均值等值線圖和暴雨變差系數(shù)等值線圖查得各時段暴雨的均值和變差系數(shù)Cv，Cs=3.5Cv進(jìn)行各頻率設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算。計(jì)算成果見表3。

表3 太平溝水庫設(shè)計(jì)暴雨成果

設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果見表4。主要計(jì)算參數(shù)見表5。設(shè)計(jì)洪水過程線成果見表6。

表4 太平溝水庫設(shè)計(jì)洪水成果

表5 太平溝水庫設(shè)計(jì)洪水計(jì)算參數(shù)

表6 太平溝水庫各頻率設(shè)計(jì)洪水過程線成果

2.2.3 設(shè)計(jì)洪水成果合理性分析

由于太平溝水庫屬于“三無”水庫，沒有原始資料可比較。根據(jù)太平溝水庫及各臨近測站、水庫設(shè)計(jì)洪水成果，點(diǎn)繪設(shè)計(jì)洪峰與面積、設(shè)計(jì)3d洪量與面積關(guān)系圖，如圖1、圖2所示。從圖中可看出，各站的點(diǎn)子分布比較有規(guī)律，洪峰、洪量是隨面積的增大而增大，符合洪水的地區(qū)綜合關(guān)系規(guī)律，也符合本地區(qū)的降水特性，表明太平溝水庫設(shè)計(jì)洪水成果是合理的。

圖1 P=5%，P=0.5%設(shè)計(jì)洪峰——集水面積關(guān)系

圖2 P=5%，P=0.5% 3d設(shè)計(jì)洪峰——集水面積分析

3 泥 沙

太平溝水庫沒有實(shí)測泥沙資料，根據(jù)“二次評價(jià)”該水庫為熊岳河流域，處于遼東半島丘陵區(qū)，植被條件較好，土壤多年平均含沙量在0.5～1.0kg/m3之間。多年平均輸沙模數(shù)M為210t/km2。

入庫泥沙總量按下式計(jì)算：

V=MF(1+E)·T/(10000γ)

式中E=20%，泥沙容重γ=1.3t/m3。

20年淤積庫容為0.97萬m3，淤積量很小。

4 結(jié) 語

通過對太平溝水庫的流域徑流、暴雨洪水及泥沙等水文特性的變化分布初步分析，得出太平溝水庫流域內(nèi)水文變化規(guī)律,為今后合理開發(fā)、有效利用水資源,解決生態(tài)用水及水資源短缺問題提供科學(xué)依據(jù)。

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