初设洪水复核(旧铺)

1综合说明

1.1基本情况

1.2水文

（1）水文气象特征

旧铺水库所处地区属长江中下游流域，为亚热带季风区，四季分明，气候温和，

雨量丰沛。流域多年平均气温16.8°C,无霜期260天；参照附近雨量站多年水文资

料，该流域多年平均年降水量1383mm,多年平均径流深662mm,多年平均径流量75.46

万m,多年平均4—9月份降水量占全年的73%,最大24小时降水量241.4mm（1965

年6月27日），最大年降水量2211mm（1983年），最小年降水量为902nlm（2006年）。

（2）设计洪水

根据资料条件，本次设计洪水采用暴雨途径，按《湖北省暴雨径流查算图表》

所推荐的方法，通过多种途径综合比较，采用合理的方法确定。

①设计暴雨

本次设计洪水依据《湖北省暴雨径流查算图表》的方法和《湖北省暴雨统计参

数图集》的成果（以下简称《图表》和《图集》）推算设计暴雨，进而推算设计洪水。

为安全起见，本次取《图集》中成果作为本次洪水计算的依据。

②产流、汇流

产流按设计净雨扣除稳渗的方法推求。地表汇流计算采用瞬时单位线法，地下

径流过程按有关公式计算。

③设计洪水

采用单位线法、推理公式法二种途径进行设计洪水计算，洪峰流量及洪量相差

不大。由于瞬时单位线法产汇流计算更符合流域洪水特性，因此，小流域设计洪水

用瞬时单位线法的设计成果较合理。

表1-1洪峰流量计算成果比较表

P=3.33%P=0.333%

计算方法

Qm(m3/s)W总（万m：'）Qm(m3/s)W总（万mD

瞬时单位线法32.6731.8344.6448.72

推理公式36.5429.9351.1641.80

④施工洪水

根据施工组织设计，施工导流时段为枯水期12〜2月，因部分项目施工在库内

死水位条件下进行，为了保证施工方便和安全，需设围堰。根据施工导流建筑物的

标准按5年一遇，采用附近金家铺雨量站第一年12月〜第二年2月降雨量。求得施

工期5年一遇降水量168.3mm,用径流系数法求得相应来水量为5.76万m:i,推求的

相应水位为9.23m。

1.3工程地质

1.4工程任务和规模

1.4.1工程建设的必要性

旧铺水库地处英山县孔家坊乡陈家埼村，水库设计灌溉面积为850亩，现灌溉

面积300亩，养殖水面46亩，是当地重要的水利枢纽工程。水库坝高超过15米，

上下游水头差也超过10米,该水库直接保护下游孔家坊乡陈家埼村等4个村庄、5000

亩耕地、6700人，在当地防汛抗旱地位重大。水库一旦失事洪水将直逼下游村镇，

冲毁和淹没多数耕地，危及人民的生命财产安全。

根据水库在运行过程中存在的问题及水库大坝安全评价中发现的问题，水库大

坝安全鉴定结论属三类坝，水库一旦失事，将给下游人民的生命财产造成巨大经济

损失，因此对水库进行除险加固势在必行。

该水库除险加固后，可根本消除大坝存在的安全隐患，保障大坝及下游乡镇、

交通干线的防洪安全，可恢复设计灌溉面积，提高其兴利效益，因此该工程除险加

固获得的经济效益和社会效益会是十分明显的。

1.4.2洪水调节

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),旧铺水库属小(二)

型水库，工程等别为V等，主要建筑物为5级，总库容为27.16万胡。水库设计按

30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。

本次设计起调水位为正常蓄水位9.70m,相应库容&30万n?。对不同标准洪水

进行调洪计算，计算结果为水库设计洪水位为12.96m,校核洪水位为13.86m。

1.5工程设计

1.5.1设计依据

(1)工程等别及防洪标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定，旧铺水库属

小(二)型水库，工程等级V等，永久性主要建筑物大坝、输水管为5级建筑物。

水库的防洪标准按30年一遇洪水设计，相应水位为12.96m,300年一遇洪水校

核，相应水位为13.86m,消能防冲建筑物按10年一遇洪水设计。

1.6金属结构及电气

1.7施工组织设计

1.8工程占地及移民拆迁

1.9工程管理

1.10环境保护

1.11水土保持

1.12工程概算

1.13经济评价

2水文

2.1概况

旧铺水库位于英山县孔家坊乡陈家埼村，水库拦截流水水系西河支流。承雨面

积1.14km?,原设计总库容28.4万是一座以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等

综合效益的小(2)型水利枢纽工程，本工程于1959年10月动工兴建，1960年4月建

成。

根据工程所在地1/10000地形图，经复核，旧铺水库坝址流域参数与水库整编

资料时的洪水复核采用参数相当，为保持资料的延续性，仍利用原整编资料所提供

的洪水复核参数，见下表2—1。

表2-1坝址流域参数表

指标水库承雨面积F主河道长L主河道坡降J

数量1.14km21.0km38%o

2.2水文气象特征

旧铺水库所处地区属长江中下游流域，为亚热带季风区，四季分明，气候温和，

雨量丰沛。流域多年平均气温16.8°C,无霜期260天；参照附近雨量站多年水文资

料，该流域多年平均年降水量1383mm，多年平均径流深662mm，多年平均径流量75.46

万多年平均4—9月份降水量占全年的73%,最大24小时降水量241.4mm（1965

年6月27日），最大年降水量2211mm（1983年），最小年降水量为902mm（2006年）。

2.3防洪标准

旧铺水库原设计洪水标准为：30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。根据

《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）,水库设计洪水标准为30-20

年（重现期），校核洪水标准为300〜200年（重现期）。

旧铺水库地处英山县孔家坊乡陈家埠村.，是当地重要的水利枢纽工程，水库坝

高超过15米，上下游水头差也超过10米，该水库直接保护下游孔家坊乡陈家埠村

等4个村庄、5000亩耕地、6700人，在当地防汛抗旱地位重大。水库一旦失事洪水

将直逼下游村镇，冲毁和淹没多数耕地，危及人民的生命财产安全。原安鉴阶段设

计洪水标准满足现行规范要求，因此本次初设防洪标准仍然采用30年一遇洪水设计,

300年一遇洪水校核。

2.4设计暴雨

本次设计洪水依据《湖北省暴雨径流查算图表》和《湖北省暴雨统计参数图集》

（以下简称《图表》和《图集》）推算设计暴雨，进而推算设计洪水。为安全起见，

本次采用《图集》中取大值成果作为洪水计算的依据。

2.4.1点雨量

查《图表》和《图集》，旧铺水库位于水文气象分区第I区，根据所在流域中心

位置查暴雨等值线图，取值如表2-2。

表2-2点雨量参数表

H10,点=18Cv=0.34Cs=3.5Cv

Hlh点=48Cv=0.38Cs=3.5Cv

H6h点=88Cv=0.40Cs=3.5Cv

H24h点=138Cv=0.50Cs=3.5Cv

按全省统一标准G=3.5CV,查皮尔逊III型频率曲线模比系数表,各种频率不同

点雨量计算见表2-3。

表2-3点雨量计算成果表

p(%)H10Hi小时%小时小时

1026.272.4134.9229.1

3.3331.789.3168.7301.7

0.33342.2121.9234.1449.9

2.4.2面雨量计算

1、不考虑递减系数时面雨量计算

由于旧铺水库控制流域面积F=l.14knk20km*面积较小，计算面雨量时直接以点

代面，计算时也不作形状改正，面雨量成果见表2-4。

表2-4不考虑递减系数时面雨量计算成果表

频率(%)H10'面Hlh面H6h面H24h面

1026.272.4134.9229.1

3.3331.789.3168.7301.7

0.33342.2121.9234.1449.9

2、考虑递减系数后面雨量计算

而雨量递减系数

计算公式10'WtW6(Tno=l+0.558Xin3o

1〜6小时nFl+0.558XlnP,

6〜24小时n2=l+0.721XinBz

式中B尸Hi面/上面B2=上面/乩4面

n2-1Mn0l,n0

面雨量计算公式：10'WtW60'H24jSiX4X6"X60-Xt'

lWt<6面Xt""

6WtW24乩面=电面X24n2T*t1-112

计算成果见下表2-5

表2-5考虑递减系数时面雨量计算成果表

频率(%)Hlh面H3h面H6h面

1072.4106.0134.9

3.3389.3131.9168.7

0.333121.9181.9234.2

2.4.3设计净雨过程

1、计算时段：-t=0.5小时，h=6小时,雨型分布见下表2-6。

表2-6At=0.5小时，tc=6小时设计雨型

时段123456789101112

占一小时外3862

占（H「H。%21.735.526.616.2

占（也也）%161718201514

2、初损计算：由于流域面积小于20km2,根据《图表》规定，净雨过程采用最

大6小时雨量不扣初损只扣稳渗。

61

3、稳损计算：fc=0.0615XRlc°-Rc=H匆面-22.5,经计算见下表:

表2-7稳渗Fc计算成果表

P(%)103.330.333

Fc(mm)1.591.912.48

4、净雨过程计算：净雨过程计算见表2-8。

表2-8设计净雨过程计算表

P=10%P=3.33%P=0.333%

Th设Lh设Lh设L

14.63.85.94.98.47.1

24.94.16.35.38.97.7

35.24.46.65.79.48.2

45.85.07.46.410.59.2

57.36.59.28.313.011.8

611.911.115.114.221.320.0

727.526.733.933.046.315.1

844.944.155.454.475.671.

98.98.211.310.415.914.7

105.44.76.95.99.78.5

11-1.33.55.54.67.86.6

124.03.35.24.27.36.1

合计134.9125.4168.7157.3234.2219.3

2.5设计洪水

2.5.1瞬时单位线法

按《图表》中瞬时单位线法的计算。

1、地区综合参数

I日铺水库根据水文分区位于第I区，流域面积F=l.14km，和主河道坡降

L=l.Okm,J=38%°,瞬时单位参数采用如下：

27<,2160185

mi=l.38XF0-XL-XJ-

n=O.34XF0-35XJ0-1

计算可得：mi=0.729n=0.512

2、参数的非线性改正

参数的非线性改正同样采用查算《图表》法求得。

J=38%o>15%o,f=F/L2=l.14>0.4,属扇形山区，根据《图表》公式及其说明，

即

造峰历时:如=0.35XF。鼠=0.375小时,

造峰雨强：iP=HtR/tR

0=J1/3/F1/4=3.25

Xix

mn=m,X0.2X(50/iP)

因iP大于50mm/小时时，m随雨强改变的趋势不甚显著，采用入=入2,当i“超过

100mm/小时,按当ip=100mm/小时代入公式计算。通过0」查《图表》表1—2、表1—3,

得人尸0.64,入2=0.3,因《图集》中规定当设计雨强超过10毫米/小时时，对参数ml

外延需做非线性改正，经计算得皿，值如下。

表2-9水库洪水过程线参数成果表

PP=10%P=3.33%P=0.333%

Ip110.7135.2182.0

Ip(采用值)100100100

mH0.2110.2110.211

K0.4130.4130.413

3、时段单位线的确定

h毫米净雨时段单位线为：

u(At*t)=[S(t)-S(t-At)]

q(Aft)=FhX[u(At-t)]/(3.6At)

S(t)为参数n、k的函数，查S(t)曲线表值，可得相应u值，然后

按照At=0.5小时、净雨h=lmm计算时段单位线，计算成果见下表2-10。

表2T0时段单位线计算成果表

时段

(At=0.5h)q(At.t)

tP=10%P=3.33%P=0.333%

00.5560.5560.556

10.0610.0610.061

20.0140.0140.014

30.0030.0030.003

4、地表径流过程计算

地表径流过程线:计算过程见表2-11〜表2-13。

表2-11P=10%地表径流计算表

q(At.t)3.84.14.45.06.511.126.744.18.24.73.53.3Qs

时段

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)

10.0000.00.00

20.5562.130.02.13

30.0610.232.290.02.52

40.0140.050.252.450.02.76

50.0030.010.060.272.770.03.11

60.010.060.303.620.03.99

70.010.070.406.200.06.68

80.010.090.6814.850.015.64

90.020.161.6324.520.026.32

100.030.372.694.530.07.63

110.080.620.502.590.03.78

120.130.110.281.970.02.50

130.020.070.221.812.11

140.010.050.200.26

150.010.050.06

160.010.01

表2-12P=3.33%地表径流计算表

q(At.t)4.95.35.76.48.314.233.054.410.45.94.64.2Qs

时段

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)

10.0000.00.00

20.5562.750.02.75

30.0610.302.950.03.25

9

40.0140.070.323.160.03.55

50.0030.010.070.353.570.04.00

60.020.080.394.610.05.09

70.020.090.517.880.08.49

80.020.120.8618.340.019.34

90.020.202.0130.250.032.49

100.040.463.325.770.09.59

110.100.760.633.310.04.80

120.160.150.362.540.03.21

130.030.080.282.342.73

140.020.060.260.34

150.010.060.07

160.010.01

表2-13P=0.333%地表径流计算表

q(At.t)7.17.78.29.211.820.045.174.314.78.56.66.1Qs

时段

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)

10.0000.00.00

20.5563.970.03.97

30.0610.444.260.04.69

40.0140.100.474.550.05.11

50.0030.020.110.505.130.05.76

60.020.110.566.550.07.25

70.020.130.7211.150.012.02

80.030.161.2225.070.026.48

90.040.282.7541.330.044.40

10

100.060.634.538.180.013.41

110.141.040.904.710.06.79

120.220.210.523.670.04.62

130.040.120.403.383.95

140.030.090.370.49

150.020.090.11

160.020.02

11

5、地下径流计算

退水指数B=0.133F-O-2S=O.128

地面径流过程线底宽T=「+D-△t

式中:D一时段单位线底宽

当tWT时，Qt=Q0+(QK-Q0)Xt/T

t>T时,Qt=QgXe-

式中Q,——地下径流t时段流量

ll4

Q()=0.021XfcXF

Qg=[fcXtcXF/3.6-(T/2-1/P)XQu]/(T/2+1/P)

fc-稳损值计算到Qt=Q。即可。地下径流过程计算成果见表2T4。

表2T4水库地下径流计算参数成果表

p=(%)103.330.333

D(h)2.52.52.5

T(h)888

fc(mm)1.591.912.48

Qo(m7s)0.040.050.07

3

Qg(m/s)0.270.320.42

tQt

00.040.050.07

10.050.070.09

20.070.080.11

30.080.100.13

40.100.120.16

50.110.140.18

60.130.150.20

70.140.170.22

80.150.190.24

90.170.200.27

100.180.220.29

110.200.240.31

120.210.260.33

130.230.270.35

140.240.290.38

150.250.310.40

160.270.320.42

12

6、设计洪水

将各时段的地表径流加上相应时段的地下径流，即为洪水过程，具体见表2-15。

表2T5水库设计洪水过程

时段P=10%P=3.33%P=0.333%

10.040.050.07

22.182.824.06

32.593.344.80

42.843.655.25

53.214.125.91

64.115.237.42

76.808.6412.22

815.7819.5126.70

926.4832.6744.64

107.809.8013.67

113.975.027.07

122.703.454.93

132.332.994.28

140.490.610.84

150.300.360.48

160.260.320.42

170.270.320.42

2.5.2推理公式法

设计面雨量和前面介绍的瞬时单位线法相同。

1、洪峰流量的计算

Q产勺（募卢（S尸尸一K/F

T=0.278—7^77

式中：Qn：洪峰流量

&、k2,k3>k,:暴雨递减指数n的函数，可查表取值

S：雨力，与暴雨递减指数n和汇流历时有关

0：与流域长度和比降有关。=上

13

2、暴雨递减指数n和雨力S的计算

面递减指数按照下式计算：

lWtV6小时^=1+0.558Xin3,

6WtW24小时n2=l+0.721XInP2

式中Pi=Hijg/H6iH32=He而/H24面

雨力s按照下式计算：

14V6小时采用m,S=S,=

n2

6Wt<24小时采用S=S2=H61(ri6-'

3、汇流参数m的计算

根据《图表》,选用m=0.500"21=0.629

0756

4、损失参数u的计算,u=0.0384(R24-22.5)

5、设计洪水过程线

引进洪水形状系数Cr=-^―

36。/

式中：h-设计净雨总量(mm)F-流域面积(km?)

Qm-洪峰流量(n?/s)T-地面径流历时(h)

地面径流历时T与流域特性和净雨历时有关

535

T=0.46F°-+tcTp=T/4h=Rt-utc

R,,为产流历时的总径流深等于t,历时的面雨量

表2-16推理公式参数计算成果表

参数P=10%P=3.33%P=0.333%

乩4面229.1301.7449.9

U2.162.713.74

Rte135.0168.8234.2

Qm28.6035.9150.32

洪峰流量(m3/s)29.1136.5451.16

W总(万n?)23.8729.9341.80

2.5.3设计洪水的合理性分析

为了验证入库洪水计算的合理性，将瞬时单位线法与推理公式计算P=3.33%及

P=0.333%的坝址洪水进行比较，计算成果列于下表2T7。

14

表2-17设计洪水计算成果比较表

P=3.33%P=0.333%

计算方法

Qm(m3s)W总（万m：'）Qm(m'/s)W总（万nf）

瞬时单位线法32.6731.8344.6448.72

推理公式36.5429.9351.1641.80

通过以上两种方法计算成果比较,推理公式计算的洪峰流量与瞬时单位线法计算的

成果相比相差在15%以内，洪水总量与瞬时单位线法计算成果相比相差在15%以内，但

考虑到推理公式法计算较为简洁，分析的洪水次数较少，在小流域的洪水计算中有时结

果悬殊较大，而采用瞬时单位线法进行洪水计算实例较多，计算结果与实际也相差不大,

计算方法成熟、结果合理，因此本阶段采用洪水成果采用瞬时单位线法计算的成果。

2.6施工洪水

水库枢纽工程为V等工程，大坝、溢洪道等主要建筑物为5级，导流建筑物为5级。

依据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）,导流标准按枯水期5年--遇

洪水标准设计。

根据施工组织设计，旧铺水库输水管衬砌施工需无水条件下进行，为保证施工安全,

需筑围堰拦截该期间的水库来水，确定围堰高程。根据施工安排，输水管衬砌施工安排

在第一年12月〜第二年2月之间，利用水库附近金家铺站历年第一年12月〜第二年2

月降雨资料。

表2T8施工期降雨量表单位：mm

年份十二月•月-JJ合计

195829.935.3168.1233.3

195962.724.938.3125.9

19605.934.051.090.9

196119.89.546.475.7

196237.70.119.056.8

196327.049.086.0162.0

19641.412.798.8112.9

196533.014.845.993.7

196649.319.752.6121.6

19670.641.50.042.1

196899.156.646.9202.6

19691.26.559.567.2

15

197020.138.078.8136.9

19712.032.155.189.2

197223.632.4157.0213.0

19730.045.571.0116.5

197442.318.369.4130.0

197545.28.488.7142.3

19769.816.016.141.9

197752.128.144.5124.7

197811.828.043.983.7

197942.432.644.4119.4

19800.936.862.7100.4

19811.231.057.489.6

19823.230.328.662.1

198320.817.120.558.4

198493.06.621.8121.4

198518.712.19.340.1

198635.819.763.3118.8

19870.010.676.186.7

19884.653.598.3156.4

198919.033.1199.3251.4

199041.842.896.7181.3

199138.631.724.194.4

199232.573.794.5200.7

199311.618.249.879.6

199419.668.528.0116.1

19950.056.410.166.5

19965.345.563.9114.7

199747.256.941.1145.2

199813.616.49.439.4

19994.394.937.9137.1

200022.287.449.4159.0

200159.328.599.1186.9

20029935.488222.4

20032545.878.9149.7

200420.52991.3140.8

2005743.781.9132.6

200618.554.4133.2206.1

200723.691.519.2134.3

200818.320.5105.5144.3

20094441.074.5159.5

均值：125mmCv:0.45Cs=2Cv

16

根据降雨量资料表2-18,对第一年12月〜第二年2月降