月潭水庫(kù)建成后屯溪水文站設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算

許 杰

（安徽省黃山水文水資源局,安徽 黃山 245000）

月潭水庫(kù)為在建大（2）型水庫(kù)工程,位于新安江率水河上,壩址下游約38 km處設(shè)有屯溪水文站（以下簡(jiǎn)稱屯溪站）,位置關(guān)系見(jiàn)圖1。截至2020 年汛期,月潭水庫(kù)主體工程已經(jīng)基本建設(shè)完成,但尚未正式運(yùn)行。月潭水庫(kù)正式運(yùn)行后,現(xiàn)狀下屯溪站流域暴雨徑流關(guān)系必然發(fā)生改變。為更好地服務(wù)于城區(qū)防洪和水資源管理,有必要對(duì)水庫(kù)正式運(yùn)行后的屯溪站設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行分析計(jì)算。

1 流域概況

黃山市古稱徽州,地處皖浙贛三省交界處,下轄三區(qū)四縣,總面積9807 km2。新安江作為黃山市內(nèi)主要河流,是錢塘江正源,其主源率水流經(jīng)休寧縣流入黃山市屯溪區(qū)與左岸支流橫江匯合后稱新安江,新安江干流及其兩源均為山溪型河流,降水集中、洪水頻發(fā)。

1.1 屯溪水文站

屯溪站屬錢塘江流域新安江水系,站址位于黃山市屯溪區(qū)陽(yáng)湖鎮(zhèn)黃口村,流域面積2670 km2,該站設(shè)立于1950 年6 月,為新安江上游干流主要控制站,也是黃山市唯一一個(gè)國(guó)家重要水文站。本站防洪警戒水位為124.80 m。屯溪水文站以上流域水文測(cè)站分布情況見(jiàn)圖1。

圖1 屯溪水文站平面位置圖

1.2 月潭水庫(kù)

月潭水庫(kù)地處新安江主源率水河中游,壩址位于黃山市休寧縣海陽(yáng)鎮(zhèn)首村下琳溪組下游約500 m,距黃山市區(qū)29 km,控制率水河流域面積908 km2。是一座以防洪為主,結(jié)合城鎮(zhèn)供水和發(fā)電,兼顧灌溉等綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。水庫(kù)汛限水位160.5 m,正常蓄水位165.0 m,20 年一遇洪水位165.8 m,50 年一遇防洪最高水位為168.7 m,相應(yīng)防洪庫(kù)容0.73 億m3,100 年一遇設(shè)計(jì)最高洪水位170.3 m,相應(yīng)防洪庫(kù)容0.96 億m3。

2 計(jì)算思路

由于月潭水庫(kù)尚未正式運(yùn)行,缺乏運(yùn)行狀態(tài)流域?qū)崪y(cè)流量資料,因此本次分析采用暴雨資料通過(guò)新安江模型進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水計(jì)算,并且以月潭水庫(kù)正常運(yùn)行為前提。計(jì)算步驟如下：

（1）假定計(jì)算流域暴雨洪水同頻率且降雨均勻,根據(jù)實(shí)測(cè)資料計(jì)算月潭水庫(kù)以上流域（月潭流域）和屯溪站斷面以上除月潭流域外的其它流域（區(qū)間流域）的設(shè)計(jì)暴雨。

（2）依靠新安江模型分別計(jì)算月潭流域和區(qū)間流域設(shè)計(jì)洪水過(guò)程采用分別計(jì)算分析區(qū)間流域設(shè)計(jì)洪水過(guò)程,其中典型復(fù)峰暴雨采用1996 年最大7 日暴雨雨型, 典型單峰暴雨采用《黃山水文手冊(cè)》提供的最大24 小時(shí)暴雨時(shí)程分配。

（3）由于月潭水庫(kù)設(shè)計(jì)報(bào)告中的是指導(dǎo)性的調(diào)度方案,本次計(jì)算依據(jù)該方案并結(jié)合實(shí)際編制水庫(kù)下泄流量控制方案。依此方案進(jìn)行調(diào)洪演算,得到設(shè)計(jì)洪水下月潭水庫(kù)相應(yīng)出庫(kù)過(guò)程。

（4）不考慮月潭水庫(kù)壩址至屯溪站斷面間的洪水坦化,將計(jì)算設(shè)計(jì)區(qū)間入流和3 小時(shí)前的月潭水庫(kù)設(shè)計(jì)出庫(kù)流量相加得到屯溪站設(shè)計(jì)洪水過(guò)程。

（5）成果為連續(xù)暴雨、連續(xù)洪峰下的設(shè)計(jì)情況,水庫(kù)調(diào)洪作用與單峰型洪水的情況相比較弱。

3 水庫(kù)下泄流量控制方案

3.1 編制方案

（1）假定月潭水庫(kù)開(kāi)始調(diào)度時(shí),水位已調(diào)至汛限水位160.50 m。

（2）水庫(kù)100年一遇設(shè)計(jì)最高水位為170.3 m,水庫(kù)50 年一遇防洪最高水位為168.7 m,水庫(kù)20 年一遇洪水位為165.8 m,水庫(kù)正常蓄水位為165.0 m。依據(jù)《黃山水文手冊(cè)》,天然情況下屯溪站50 年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量6540 m3/s,20 年一遇5620 m3/s,10 年一遇4880 m3/s。調(diào)度以水庫(kù)水位不超過(guò)相應(yīng)等級(jí)限制水位,屯溪站洪峰流量不超過(guò)相應(yīng)等級(jí)天然情況下設(shè)計(jì)洪峰流量為前提。

（3）依照水庫(kù)設(shè)計(jì)報(bào)告中的指導(dǎo)性調(diào)度方案以調(diào)度時(shí)刻水庫(kù)現(xiàn)狀水位和3 小時(shí)后區(qū)間入流預(yù)報(bào)值為控制條件,編制了3 份下泄流量控制方案,其中方案一偏水庫(kù)自身安全考慮,方案二偏中心城區(qū)安全考慮,方案三平衡考慮。見(jiàn)表1~表3。

表1 月潭水庫(kù)下泄流量控制方案一 單位：m3/s

表3 曲線檢驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

表3 月潭水庫(kù)下泄流量控制方案三 單位：m3/s

3.2 方案選擇

按照50 年一遇設(shè)計(jì)洪水,按照三種下泄流量控制方案分別進(jìn)行調(diào)洪演算。演算成果是在設(shè)計(jì)情況下,方案一調(diào)洪后最高庫(kù)水位167.1 m,但對(duì)洪水?dāng)r蓄作用較小,屯溪斷面洪峰流量達(dá)6000 m3/s；方案二調(diào)洪后屯溪斷面洪峰流量為5600 m3/s,但將導(dǎo)致水庫(kù)在50 年一遇防洪最高水位以上運(yùn)行時(shí)間超36 小時(shí),最高庫(kù)水位將達(dá)169.8 m；方案三調(diào)洪后屯溪斷面洪峰流量5900 m3/s,最高庫(kù)水位168.1 m。方案三較好地平衡了水庫(kù)自身和中心城區(qū)的防洪壓力,本次計(jì)算采用方案三作為下泄流量控制方案。具體成果見(jiàn)表4。

表4 月潭水庫(kù)下泄流量控制各方案比較 單位：m3/s

4 設(shè)計(jì)洪水成果

依照上文所述對(duì)月潭水庫(kù)正式運(yùn)行后的屯溪站設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行計(jì)算,成果見(jiàn)表5、圖2~圖4。

圖4 屯溪站10年一遇設(shè)計(jì)洪水調(diào)算成果圖

表5 屯溪站設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算成果 單位：m/s

圖2 屯溪站50年一遇設(shè)計(jì)洪水調(diào)算成果圖

圖3 屯溪站20年一遇設(shè)計(jì)洪水調(diào)算成果圖

圖5 調(diào)算過(guò)程節(jié)選圖

5 結(jié)語(yǔ)

從上述成果可以看出月潭水庫(kù)工程建成后,可有效調(diào)控洪水,削減洪峰,與下游堤防及河道整治工程相結(jié)合,提高黃山市中心城區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。但是在短時(shí)間連續(xù)發(fā)生暴雨的情況下,月潭水庫(kù)的調(diào)蓄削峰作用相對(duì)比較有限,而本地區(qū)的歷史大洪水基本由持續(xù)數(shù)日連續(xù)暴雨導(dǎo)致,如“69.7.5”洪水、“96.7.1“洪水。因此月潭水庫(kù)建成運(yùn)行后,面對(duì)洪水仍然不可麻痹大意,尤其要注意暴雨洪水期間的水庫(kù)調(diào)度,確保水庫(kù)大壩和下游中心城區(qū)的安全。