社阳某水库洪水复核报告.docx
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社阳某水库洪水复核报告
2水文
2.1流域概况
xx属xx上源之一，由常山港、江山港至衢州市汇合而成。
干流干流东南经xx区、龙游县，至兰溪称兰江。
河段干流长83km，流域面积11138.1km2，多年平均流量121.8亿m3，平均河宽200m。
xx港是xx南岸的一条支流，发源于遂昌、龙游、金华三县边境的东长坪北麓，往东北流经金华县西部边界，龙游县xx、西塘、下库等地，在湖镇转向东流，于叶家村附近注入xx。
河段全长36km，流域面积112km。
中上游流经山地，河谷深窄，自然落差大，水流端急，xx水库以下，流经金、衢盆地，河道展宽，水流渐缓。
xx水库位于xx港中部的xx乡，坝址以上集雨面积84.4km，主河道长24.3km，河道平均10.6‰，多年平均年径流为0.89亿立方米。
2.2气象
本流域位于我省西部，水库流域无气象台。
据龙游县气象站观测资料统计，多年平均气温17.3℃，月平均最高气温29.3℃（八月份），月平均最低气温5.1℃（一月份），极端最高41.4℃，极端最低-11.4℃，平均水汽压17.3hPa,平均相对湿度79％，多年平均降雨量1654.6mm，多年平均蒸发量1261.6mm（蒸发皿直径为20cm），最大风速15.0m/s，相应风向WSW。
详见表1-1。
表2-1龙游站气象要素统计表
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
全年
平均气温（℃）
5.1
6.9
10.7
17.0
21.7
25.0
28.8
29.3
24.0
18.8
13.2
7.4
17.3
极端最高气温（℃）
23.4
27.7
33.3
33.2
36.6
38.1
41.4
41.4
40.4
35.5
32.0
240
41.4
极端最低气温（℃）
-11.4
-7.7
-2.0
1.4
8.5
12.5
18.8
18.0
11.9
1.9
-3.1
-8.1
-11.4
平均水汽压（hPa）
7.2
8.1
10.7
15.7
20.3
25.9
29.8
29.1
23.9
17.3
11.7
7.9
17.3
平均相对湿度（％）
80
80
82
81
79
83
77
77
81
79
77
75
79
最小相对湿度（％）
12
14
8
20
11
26
24
27
24
14
12
7
7
降雨量（mm）
88.9
104.2
196.3
207.0
217.5
283.1
150.3
107.3
108.6
76.0
63.0
52.5
1654.6
最大日降雨（mm）
50.5
66.5
71.8
89.2
135.8
154.3
170.3
132.6
125.8
65.3
64.6
53.5
170.9
蒸发量（mm）
43.0
43.4
58.1
90.4
137.8
113.6
213.7
194.9
129.9
105.8
74.9
56.1
1261.6
最大风速（m/s）
12.0
12.0
13.0
12.3
13.0
15.0
13.0
13.3
10.7
11.0
12.7
10.7
15.0
相应风向
WSW
WSW
WSW
WSW
WSW
WSW
SE
E
W
W
W
WSW
WSW
2.3水文基本资料
2.3.1水文测站
xx水库坝址以上流域内无水文站，库区有莲下桥雨量站、xx雨量站、沙坂雨量站，由于xx雨量站、同期资料比较短，所以取附近雨量站资料，水库附近有大街雨量站、银岭雨量站。
其观测资料情况见表1-2：
表2-2水文测站一览表
站名
观测项目
资料系列
备注
莲下桥
降水量
1962-2003
国家站
大街
降水量
1982-1995
国家站
银岭
降水量
1962-1994
国家站
社阳
雨量站
1962-2003
水库站
沙坂
雨量站
1980-2002
水库站
2.3.2流域特征值
对水库的集水面积及河长，河道平均比降等流域特征值进行了复核计算，原设计资料中集水面积84.4km2，河长24.3km，本次复核采用1989年出版的万分之一航测地形图，用CAD重新进行量算，量得水库的集水面积84.99km2，河长为25.16km,河道比降19.7％。
集水面积比原集水面积大0.59km2，相对误差0.7％，经过调查研究及由熟悉地形的技术人员进行复核讨论，本次复核水库集水面积采用原来84.4km2。
河长25.16km，河道比降19.7‰。
主河长24.3km,主河道比降10.6‰。
2.4洪水
暴雨是形成本流域洪水的主要因素。
根据现有水文资料条件，本次设计采用暴雨资料推求设计洪水。
2.4.1设计暴雨
设计暴雨采用面暴雨频率计算得，即通过流域面积雨量统计，资料系列的插补延长，暴雨频率分析，并对计算成果进行比较分析，最后合理选定设计成果。
（1）《浙江省短历时暴雨法》法
a、点、面雨量查算
在《浙江省短历时暴雨》附图3-2～5和附图3-7～10中查算各历时（60min、6hr、24hr、3d）的雨量均值。
设计流域面积为85km2，在在《浙江省短历时暴雨》附图4-1查各历时的点面系数值；各历时平均雨量值分别乘以相应历时的点面系数即为各历时面雨量均值。
Cv值不（即点面系数取1.0）根据各历时面雨量均值、Cv值和Cs/Cv=3.5查φp值表或Kp值表，按下列公式：
Hp＝Kp或Hp=（1+φpCv）
计算各历时设计面雨量成果见表2-1：
表2-3点面雨量计算表
历时
60min
6hr
24hr
3d
平均
点雨量
均值（mm）
41.00
70
116
157
Cv
0.45
0.45
0.48
0.46
面雨量
α
0.81
0.946
0.984
0.995
均值（mm）
33.17
66.22
114.14
156.22
Cv
0.45
0.45
0.48
0.46
设计
面雨量（mm）
0.01％
141.47
282.43
525.06
682.66
0.1％
112.77
225.15
414.34
542.07
0.2％
103.98
207.60
381.24
499.89
1％
83.59
166.87
302.48
399.91
2%
74.46
148.66
268.24
356.17
（2）实测雨量资料分析法
a、面雨量统计
由于本流域大洪水均由梅雨形成，为单成因型洪水，所以按年最大雨量统计。
b、面雨量频率计算
水库附近没有流量站，库区有莲下桥雨量站、xx雨量站、沙坂雨量站，水库附近有大街雨量站、银岭雨量站。
各雨量站控制集水面积比例见表2-2。
表2-2各雨量站控制集水面积比例
系列
莲下桥
xx
沙坂
银岭
大街
1962-1982
0.6
0.12
——
0.28
——
1982-1994
0.32
0.12
0.41
0.12
0.03
1994-2003
0.88
0.12
——
——
——
c、采用泰森多边形法计算年最大面雨量。
分别统计年最大24小时和72小时雨量，采用皮尔逊Ⅲ型曲线来确定最佳统计参数，其设计成果表2-3
表2-3暴雨设计成果表
频率％
0.01
0.1
0.2
1
2
均值
Cv
Cs/Cv
一日（mm）
480
373
340
265
233
96.3
0.49
4
三日（mm）
706
556
510
404
358
157
0.45
4
本次计算，暴雨统计方法为年最大一日、三日暴雨，根据地形特性选择雨量代表站，选用资料系列从1962～2003年共42年雨量进行频率分析，符合规定范围，另外，选择莲下桥站几场典型大暴雨的降雨过程进行统计分析，得出最大24小时雨量H24对最大一日雨量的滑动改正系数平均值为1.13。
由此计算得设计暴雨成果见2-4。
暴雨频率曲线见附图二、附图三。
（3）设计暴雨成果比较
a、不同方法所得暴雨成果比较
本次洪水计算除采用面积权重发计算流域面雨量外，还采用查图法，即根据浙江省水文勘测局2003年2月版的《浙江省短历时暴雨》，查图求得设计流域24h、3d的点面雨量均值、Cv值，然后由各历时暴雨的适线参数（Cs/Cv＝3.5）求得各历时各频率的设计暴雨。
将两种方法所得的面暴雨成果比较，并裂出2004年浙江省河口局洪水复核时的设计暴雨，1981年金华水电局洪水复核时的设计暴雨，成果见表2-4。
表2-4各阶段设计暴雨成果单位：
mm
设计重现期
10000
1000
500
100
50
面积
权重法
一日雨量
480
373
340
265
233
H24小时雨量
542
421
384
299
263
三日雨量
706
556
510
404
358
查图法
H24小时雨量
525
414
381
302
268
三日雨量
683
542
500
400
356
2004年洪水复核
H24小时雨量
534
414
378
294
——
三日雨量
689
542
499
395
——
1981年洪水复核
H24小时雨量
536
——
380
280
——
三日雨量
714
——
480
420
——
经比较，本阶段权重面积法所得设计暴雨在稀遇频率偏大于查图法，在常遇频率则略偏小于查图法，为偏安全起见，本次复核成果采用面积权重法。
将本次设计暴雨与2003年洪水复核时的设计暴雨比较发现：
本次所得24小时设计暴雨万年一遇偏大1.5％，一千年一遇偏大1.7％，五百年一遇偏大1.6％，百年一遇偏大1.7％；三日设计暴雨万年一遇偏大2.5％，一千年一遇偏大2.6％，五百年一遇偏大2.2％，一百年一遇偏大2.3％。
本次设计暴雨与1981年洪水复核时的设计暴雨比较发现：
本次所得24小时设计暴雨万年一遇偏大1.1％，五百年一遇偏大1.1％，百年一遇偏大3.2％；三日设计暴雨万年一遇偏小1.1％，五百年一遇偏大6.2％，一百年一遇偏小3.8％。
其原因为2004年洪水复核采用的雨量站不同而引起的，2004年的洪水复核只采用了莲下桥、xx站的暴雨资料，本次的设计暴雨把本流域有关的所有雨量站资料进行了分析；1981年的洪水复核采用的是1973年版暴雨图集查图法计算，暴雨参数略有不同，本次采用流域实测暴雨资料进行频率计算，更贴近暴雨特性，故出现上述差异，认为本次暴雨成果可靠。
B、与邻近流域设计暴雨成果比较
将xx水库设计暴雨成果与铜山源水库、沐尘水库设计暴雨成果进行比较，铜山源水库位于xx的支流铜山源溪上，坝址以上集水面积180Km2,沐尘水库位于灵山港干流，坝址以上集雨面积397Km2。
对三个水库的设计暴雨成果进行比较，成果见表2-5。
单位：
m3/s
水库
频率
项目
0.01%
0.1%
0.2%
1%
2%
xx水库洪水复核F=84.4km2
24小时
542
421
384
299
263
三日
706
556
510
404
358
铜山源洪水
复核F=180km2
24小时
566
447
326
三日
743
592
438
沐尘水库洪水复核F=397km2
24小时
356
258
228
三日
459
339
303
由上表可知，铜山源水库、xx水库、沐尘水库的设计暴雨由西北到南有递减的趋势，与暴雨等值线图的地区分布一致。
说明xx水库设计暴雨成果基本合理。
（4）可能最大暴雨
查《浙江省可能最大暴雨图集》（1979年版），24小时可能最大
暴雨为900mm，72小时可能最大暴雨为1100mm；本次复核24小时可能最大暴雨900mm，72小时可能最大暴雨1100mm。
2.4.2设计雨型
本次复核采用72小时暴雨推求设计洪水。
日雨量分配为最大一日在第二天，第一天和第三天分别为三日雨量扣除最大一日雨量后的60％和40％。
时程分配，按照2003年版《浙江省短历时暴雨》中规定，由暴雨图集求得各历时设计暴雨求得的衰减指数，其时程分配出现跳跃现象，不符合暴雨特性。
所以在设计中采用n=0.65计算。
24小时暴雨时程分配按老大项在18小时，老二项紧靠老大项左边，其余时段雨量，按大小次序，奇数项左边，偶数项右边，当排满24小时末时刻后，余下项从大到小排在左边。
用暴雨强度公式求得时段雨量分配系数。
2.4.3产流计算
本流域属南方湿润地区，产流方式采用蓄满产流方式。
在设计条件下，产流计算采用简易扣损法，初损为20mm，最大24小时雨量的后损值1mm/h，其它时段的后损值0.5mm/h。
2.4.4地面净雨过程计算
由于瞬时单位线的下径流部分属斜线分割，潜流部分在设计条件下上需回加，其回加数量以平均入渗率1.5mm/h控制，因此降雨过程扣初损、后损后，再应扣除平均入渗率即为地面净雨过程。
设计净雨过程见表3-1。
2.4.5汇流计算
（1）设计流域特征值和参数
根据流域集水面积为84.4km2查得调节次数n值1.7，
M1（10）＝
=6.33小时，b由关系图b~
查得,
=0.72,b=0.56，故
＝22.96。
组成关系式如下：
I—为各时段平均地面净雨强度
（2）时段单位线的选择
由上述净雨过程，关系式
及n＝1.7按
M1＝nk时段平均净雨所得相应的M1（I）、K（I）。
时段平均净雨强度小于5mm/h按5mm/h单位线计算，时段平均净雨强度大于45mm/h按45mm/h单位线计算。
（3）地表径流洪水过程线计算
由各时段地面净雨量乘1mm单位线错时段叠加计算地表径流洪水过程线。
（4）地下径流过程回加
地下径流过程按概化等腰三角形回加。
地下径流峰值安排在地面径流结束处，以流量约为5m/s时段为地面径流结束时段。
洪水过程
（5）设计洪水成果
把浙江省瞬时单位线和浙江省推理公式计算成果表2-7。
表2-7设计洪水洪峰流量成果表单位：
m3/s
设计频率
PMF
0.01%
0.1％
0.2%
1%
2%
瞬时单位线法洪峰流量
2497
1478
1134
1028
786
682
2.4.6合理性分析
（1）不同阶段设计洪水成果比较
本阶段设计成果分别与1981年、2004年xx水库洪水复核时设计洪水成果进行比较3-4。
表2-8xx水库不同阶段设计洪水成果比较单位：
m3/s
设计频率
设计阶段
PMF
0.01%
0.1％
0.2%
1%
2%
1981年洪水
复核
1447
945
739
2004年洪水
复核
1386
1062
972
732
本阶段
2497
1478
1134
1028
786
682
由上表可知，本次洪水年洪水复核万年一遇流量较1981年偏大2.1％，五百年一遇洪峰偏大8.1％。
百年一遇洪峰流量偏大3.4％。
这是由于计算方法的差异引起的，本次复核采用浙江省新瞬时单位线法来推求设计洪水，而1981年洪水复核采用的是推理公式法推求设计洪水的，由于集雨面积大于50km2,其计算方法不甚合理。
本次洪水年洪水复核万年一遇流量较2004年偏大6.2％，千年年一遇洪峰偏大6.3％。
五百年一遇洪峰偏大5.4％。
百年一遇洪峰流量偏大7.3％。
这是由于比降计算方法不同引起的，本次复核采用1989年出版的万分之一航测地形图，用CAD重新进行量算，主河道平均比降采用加权平均法计算所得，而2004年复核采用的1989年出版的五万分之一航测地形图，用CAD重新进行量算得主河道平均比降。
综上所述，说明本次设计洪水成果较为可靠。
（2）与邻近流域其他工程设计洪水成果比较
xx水库水库位于xx干流xx港支流上，坝址以上集雨面积84.4km2，xx上游有支流铜山源溪上有铜山源水库，坝址以上集雨面积180km2，沐尘水库位于灵山港，坝址以上集雨面积397km2。
对三个水库最新工程设计洪水成果进行比较，成果见表2-9。
表2-9xx水库与铜山源、沐尘水库设计洪水成果比较
单位：
m3/s
频率
项目
0.01%
0.1%
0.2%
1%
2%
xx水库洪水复核F=84.4km2
QM
1478
1134
1028
786
682
QM/F
17.51
13.44
12.18
9.31
8.08
铜山源洪水
复核F=180km2
QM
3026
2390
1688
QM/F
16.81
13.28
9.38
沐尘水库洪水复核F=397km2
QM
4210
2870
QM/F
10.60
7.23
由上表可知，xx水库稀有洪水的洪峰模数相对铜山源水库偏大但很接近，常见洪水的洪峰模数相对铜山源偏小但也很相近；xx水库的集雨面积小，铜山源水库所在流量相对xx水库呈现由西北向东南逐渐减少的趋势，故两者模数相近是合乎地区规律的。
xx水库洪峰模数相对沐尘水库偏大，因为xx水库的集雨面积较小于沐尘水库的集雨面积。
因而xx水库的洪峰模数偏大是合理的。
以上说明了xx水库设计洪水成果基本合理。
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