社阳水库洪水复核报告12[1].4.doc

2 水 文2.1 流域概况 衢江属钱塘江上源之一，由常山港、江山港至衢州市汇合而成。干流干流东南经衢江区、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。 社阳港是衢江南岸的一条支流，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，龙游县社阳、西塘、下库等地，在湖镇转向东流，于叶家村附近注入衢江。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，社阳水库以下，流经金、衢盆地，河道展宽，水流渐缓。 社阳水库位于社阳港中部的社阳乡，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（）5.16.910.717.021.725.028.829.324.018.813.27.417.3极端最高气温（）23.427.733.333.236.638.141.441.440.435.532.024041.4极端最低气温（）-11.4-7.7-2.01.48.512.518.818.011.91.9-3.1-8.1-11.4平均水汽压（hPa）15.720.325.929.829.123.917.311.77.917.3平均相对湿度（）80808281798377778179777579最小相对湿度（）12148201126242724141277降雨量（mm）88.9104.2196.3207.0217.5283.1150.3107.3108.676.063.052.51654.6最大日降雨（mm）50.566.571.889.2135.8154.3170.3132.6125.865.364.653.5170.9蒸发量（mm）43.043.458.190.4137.8113.6213.7194.9129.9105.874.956.11261.6最大风速（m/s）12.012.013.012.313.015.013.013.310.711.012.710.715.0相应风向WSWWSWWSWWSWWSWWSWSEEWWWWSWWSW2.3 水文基本资料2.3.1 水文测站社阳水库坝址以上流域内无水文站，库区有莲下桥雨量站、社阳雨量站、沙坂雨量站，由于社阳雨量站、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3-25和附图3-710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p值表或Kp值表，按下列公式：HpKp 或 Hp=(1+pCv) 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60min6hr24hr3d平均点雨量均值（mm）41.0070116157Cv0.450.450.480.46面雨量0.810.9460.9840.995均值(mm)33.1766.22114.14156.22Cv0.450.450.480.46设计面雨量(mm)0.01141.47282.43525.06682.660.1112.77225.15414.34542.070.2103.98207.60381.24499.89183.59166.87302.48399.912%74.46148.66268.24356.17（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、社阳雨量站、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社阳沙坂银岭大街1962-19881982-19940.320.120.410.120.031994-20030.880.12c、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0.010.10.212均值CvCs/Cv一日（mm）48037334026523396.30.494三日(mm)7065565104043581570.454 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19622003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/Cv3.5）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10000100050010050面积权重法一日雨量480373340265233H24小时雨量542421384299263三日雨量706556510404358查图法H24小时雨量525414381302268三日雨量6835425004003562004年洪水复核H24小时雨量534414378294 三日雨量6895424993951981年洪水复核H24小时雨量536 380280 三日雨量714480420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、社阳站的暴雨资料，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社阳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，铜山源水库位于衢江的支流铜山源溪上，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397 Km2。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%社阳水库洪水复核F=84.4 km224小时542421384299263三日706556510404358铜山源洪水复核F=180 km224小时566447326三日743592438沐尘水库洪水复核F=397 km224小时356258228三日459339303由上表可知，铜山源水库、社阳水库、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。说明社阳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84.4 km2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n1.7按M1nk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PMF0.01%0.10.2%1%2%瞬时单位线法洪峰流量24971478113410287866822.4.6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年社阳水库洪水复核时设计洪水成果进行比较3-4。表2-8 社阳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PMF0.01%0.10.2%1%2%1981年洪水复核14479457392004年洪水复核13861062972732本阶段2497147811341028786682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