水文及水库特征水位Word下载.docx

1、1954年至今1956年1959年、1962年至今杨 柳 坪1961年至今三 皇 庙1941年至今泥 沙从表2-1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

2、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）水文气象特征年降雨量9881409.1mm年径流量416.5万m320年一遇洪量99.99万m3200年一遇洪量164.49万m3（三）水位特征设计洪水位667.09m校核洪水位667.93m正常蓄水位667.00m死水位664.00m（四）库容特征总库容40.97万m3兴利库容24.85万m3死库容3.12万m3（五）大坝特征坝型均质土坝坝顶高程669.80m最大坝高15m坝顶长64m坝顶宽度3.0

3、m坝底宽度76.0m（六）溢洪道底板高程665.00m闸孔数3（孔）2m（七）放水设施放水涵卧管和放空冲沙洞共1处（八）灌区特征设计灌溉面积1350亩现有灌溉面积经过复核其库容、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

4、外交通公路等。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）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

5、在小流域的H1/6、H1、H6、H24分别为16mm、50mm、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 h160.353.5CV1h506h900.4724h1200.573.5 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，

6、无实测洪水资料的地区，可以采用暴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

7、）；tC：产流历时（h）；：产流参数，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

8、库所在流域的值为15.14，按四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

9、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） 计算设计暴雨量因为罗汉洞水库的暴雨历时在624小时范围内，则西河

10、水库的设计暴雨量按下式计算：Htp=SPt1n3式中Htp：设计暴雨量（mm）SP：雨力（mm/h），SP=H6Pt：暴雨历时20小时n3：暴雨公式指数2、设计洪水总量计算根据前面推求罗汉洞水库的设计暴雨量，计算罗汉洞水库的设计洪水总量，计算公式如下：WP=0.1HtpF（万m3）WP：设计洪水总量（万m3） Htp：历时为T设计暴雨量（mm） F：集水面积（km2） ：暴雨径流系数、暴雨径流关系分区为1区罗汉洞水库各种频率的设计洪水总量计算成果见表25。彭州市罗汉洞水库不同频率洪水、洪量成果表表25P（%）QP（m3/s）WP（104m3）0.5164.49校核洪水144.575.0099.

11、99设计洪水10.0079.863、设计洪水过程线根据前面用推理公式计算的最大流量QP、用历时设计暴雨量计算的洪水总量WP，由下式计算TP。设计洪水过程线Qtt用下面关系式计算：yx为所需要的概化洪水过程线模型，查表可得，用上式计算的Qt、t，即可到彭州市罗汉洞水库设计频率为0.5%、5%的设计洪水过程线和校核洪水过程线。罗汉洞水库P=0.5%、5%的洪水过程线见表26，见图22。罗汉洞水库设计洪水过程线表26序号P=0.5%P=5%t （小时）Qt （m3/s）0.000.653.470.662.100.856.944.191.1813.98.391.5027.81.5116.81.8341

12、.61.8425.272.1555.52.1682.3565.92.3639.892.612.62洪峰流量103.203.21113.923.93125.095.11136.987.021411.7511.801516.9717.0520.8920.981725.4525.572.3.3 水库洪水调节计算及坝顶高程复核2.3.3.1 水库洪水调节计算1、罗汉洞水库正常高水位罗汉洞水库是土溪沟右岸一级支流上的一个拦蓄水库，有效蓄水位为667.00m，蓄水库容27.97万m3，死水位664.00m，死库容3.12万m3，兴利库容24.85万m3。罗汉洞水库为下游提供约1350亩农田灌溉用水。罗汉洞

13、水库自1956年建成蓄水运行至今，有效蓄水位为667m的蓄水库容基本能满足下游灌区农业生产的需要，故本次大坝安全评价对罗汉洞水库有效蓄水位667m不作调整。2、罗汉洞水库入库洪水根据2.3.2节的分析计算成果，彭州市罗汉洞水库入库洪水P=5%、P=0.5%的设计洪峰流量，校核洪峰流量及洪水总量统计在表2-7中。彭州市罗汉洞水库洪水计算成果表表2-7水库名称P=5.0%流量（m3/s）洪量（万m3）罗汉洞水库罗汉洞水库P=5%、0.5%的设计洪水过程线和校核洪水过程线见图22。3、调洪演算 调洪演算公式罗汉洞水库调洪演算的计算公式如下： Q1+Q1 q1+q2 （ ）t（ ）t=V2V1=V 2

14、 2式中Q1：上游断面时段初的“入”流量 Q2：上游断面时段末的“入”流量 q1：下游断面时段初的“出”流量 q2：下游断面时段末的“出”流量 V1：河段在时段初的蓄水量 V2：河段在时段末的蓄水量 V：t时段内的槽蓄变量。 罗汉洞水库下泄流量关系曲线罗汉洞水库采用溢洪道下泄洪水，溢洪道底板高程为65.00m，净过水宽度为6m。溢洪道的下泄流量按下式计算：Q=1mb（2g）1/2H03/2式中Q：水库下泄流量（m3/s）；宽顶堰型自由出流的流量系数；1：闸门开启高度（m）；b：溢流堰闸孔净宽（m）；HO：堰顶全水头（m）。 罗汉洞水库库容曲线、水位面积曲线罗汉洞水库采用实测的1：1000地形图

15、计算的水库库容关系曲线。罗汉洞水库HV关系曲线见表2-8，见附图2-3。罗汉洞水库库容曲线表2-8水位（m）库容（万m3）660.80.000 661.00.005 662.00.217 663.00.946 664.03.115 665.09.488 666.017.19 667.027.97 有效蓄水位668.042.14 669.060.32 670.081.38 调洪演算罗汉洞水库拦截河道的集雨面积4.90km2，水库设溢洪道，底板高程为665.00m。罗汉洞水库汛前限制水位665.00m作为罗汉洞水库调洪演算的起调水位，相应的蓄水库容为9.49万m3。彭州市罗汉洞水库是一座小（2）

16、型水库，水库大坝为均质土坝，根据中华人民共和国国家标准防洪标准（GB5020194）中的有关规定，罗汉洞水库的防洪标准按3020年一遇的洪水设计，按300200年一遇的洪水校核。本安全鉴定采用20年一遇的洪水设计，200年一遇的洪水校核。20年一遇的入库洪峰流量为41.9m3/s，入库洪水总量为99.99万m3，洪水过程线见附图2-2。200年一遇的入库洪峰流量为69.4m3/s，入库洪水总量为164.49万m3，洪水过程线见附图22。以罗汉洞水库汛前限制水位665.00m为起调水位， 在P=0.5%校核洪水情况下，入库最大流量为69.4m3/s，溢洪道下泄最大流量为46.6m3/s，校核库水

17、位为667.93m，校核洪水位以下库容为40.97万m3；在P=5.0%设计洪水情况下，入库最大流量为41.9m3/s，溢洪道下泄最大流量为28.2m3/s，设计库水位667.09m，设计洪水位以下总库容为29.14万m3。 彭州市罗汉洞水库调洪演算成果见表2-9。彭州市罗汉洞水库调洪演算成果表表2-9频率入库流量（m3/s）最高库水位（m）最大下泄流量（m3/s）最大库容（万m3）削峰流量667.9346.640.9722.8667.0928.229.1413.72.3.3.2 坝顶高程复核1、最大风壅水面高度e水库库面上10m处多年平均最大风速W=15.5m/s、风区长度D=400m、坝迎

18、水面浆砌卵石护坡、洪水位段坝坡坡率m=3.0以及坝前平均水深H=13.0等资料，参考部颁碾压式土石坝设计规范SL2742001计算坝顶超高。考虑风速时非常运用情况按多年平均最大风速计，有效运用情况下5级建筑物按多年平均最大风速的1.5倍计。按碾压式土石坝设计规范SL2742001推荐的A.1.10公式e=KW2Dcos/（2gHm）计算风壅水面高度，经计算：正常情况：e正=0.3110-3m非常情况：e非=0.142、设计频率波浪爬高RP（1） 计算频率为2%波高hp和平均波长Lm罗汉洞水库地处丘陵地区，查碾压式土石坝设计规范SL2742001，按鹤地水库公式 和 计算频率为2%波高hp和平均

19、波长Lm经计算，正常情况下h2%=0.5m，Lm=5.73m非常情况下h5%=0.27m，Lm=3.82m（2） 计算平均波高hm查碾压式土石坝设计规范SL2742001表A.1.8，计算得正常情况下hm=0.53m非常情况下hm=0.19m（3） 计算平均波浪爬高Rm该水库有效水位以上坝坡为m=3，在m=1.55.0范围内，其平均波浪爬高按碾压式土石坝设计规范A.1.12-1公式计算平均波浪爬高Rm平均波浪爬高，m；m单坡的坡度系数K斜坡的糙率渗透系数，根据坡面类型由表A.1.121查得；Kw经验系数，按表A.1.122查得。经计算：正常情况下Rm=0.88m非常情况下Rm=0.35m（4）

20、 计算不同频率的波浪爬高RP不同累计频率下的波浪爬高RP与平均波浪爬高Rm的关系按碾压式土石坝设计规范中表A.1.13查用，根据规范规定，5级建筑物以下的大坝采用累计频率为5%的爬高值R5%计算，经计算，设计频率为5%的风浪爬高分别为：正常情况下R5%=1.62m非常情况下R5%=0.65m 3、安全超高根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000，本工程有效运用情况下安全超高h正=0.50m；非常运用情况下安全超高h非=0.30m，地震涌浪高度取0.5m。4、要求坝顶高程根据上面计算的超高，坝顶高程复核见表2-10：罗汉洞水库坝顶高程复核表表2-10工况ZeRpA地震加高Z所需Z现坝顶设计水位正常运用0.031.62 669.24669.80正常水位正常运用667.00 669.15校核水位非常运用667.93 0.010.65 0.3668.89正常水位非常运用地震668.46彭州市罗汉洞水库实测坝顶高程为669.80m，防浪墙顶高程670.60m，均高于要求的坝顶高程。因此经洪水复核，彭县罗汉洞水库满足规范要求的洪水复核标准。2.3.4 水雨情观测和通讯设备在坝址处设置一个雨量站和水位站，并配备手机通讯设备1部，经费约5000元。插入3张图