东港市刁家坝水库除险加固工程水文分析

韩良凯

(辽宁省丹东市水利勘测设计研究院，辽宁 丹东118000)

0 前 言

刁家坝水库位于大洋河流域双岔河上游，双岔河发源于东港市新农镇西北与庄河、岫岩市接壤的山区。因河流上游分东西两大支岔故得名，刁家坝水库位于西岔上。

双岔河全流域面积237.58 km2。东岔由廉家坝水库折回东南，经新农镇甸子边至孤山镇大窑、范家屯、邢家屯与西岔汇合;西岔由刁家坝水库向东南流经孤山镇谷家屯、菩萨庙镇祝家沟北，曲折向东与东岔汇合。

刁家坝水库位于东港市新农镇与庄河市栗子房镇接壤处，水库集水面积48.7km2，坝址以上控制河流长度11.41km，河道平均比降17.9‰。

1 水文流域测站

双岔河流域无水文测站，其相邻流域小洋河上有罗圈背水库1975—2000年库水位观测资料。罗圈背水库位于孤山镇西土城子村与岫岩县洋河乡瓦房村的交界处，为小洋河上的一个控制性工程，工程规模为中型。

罗圈背水库1973年建成气象站，主要观测项目有降水、蒸发、温度、湿度、气压、风速、风向。水库还建有一座雨量站，位于坝址以上的岫岩县洋河乡境内。

2 流域年径流

双岔河径流补给为大气降水，因此，径流与降水在地区分布、年际变化，年内分配上都较一致［1］。刁家坝水库属大洋河流域，不同频率径流年内分配过程采用《辽宁省水资源评价成果》中提供的大洋河流域径流分配过程，见表1。

表1 刁家坝年径流分配过程 %

双岔河流域径流的年内分配极不均匀，从多年平均径流量年内分配比来看，7—8月份径流占全年径流量的60%。

1—2月份径流只占全年径流量的2%左右，与年降水量的年内分配是一致的。

2005年5月辽宁省水文水资源勘测局出版的《二次评价》中，资料系列为1956—2000年，对系列代表性进行了分析，且考虑了面上的平衡。刁家坝水库集水面积48.7km2，流域面积较小，无实测资料，径流计算采用《图表法》计算。刁家坝月径流过程见表2。

表2 刁家坝月径流过程 万m3

刁家坝水库除相邻流域小洋河上的罗圈背站具有径流资料外，无其他实测径流资料，因此，本设计仅利用罗圈背站径流资料分析刁家坝水库径流的合理性［2－3］。

罗圈背水库具有1975—2000年水位观测资料，2001年在进行《罗圈背水库除险加固工程设计》时，曾对水库来水进行了还原计算，得到1975—2000年径流系列。

3 流域洪水

流域洪水分析内容主要包括以下3个方面:暴雨洪水特征、设计洪水计算和设计洪水合理性分析。

3.1 暴雨洪水特征

形成本流域暴雨的天气系统主要有华北气旋、台风、低压冷峰和高空槽等。这类天气系统一般出现1 ～3 d的暴雨天气。

龙态河流域暴雨比较集中，多发生在7、8月份，多发生单峰型洪水，一次洪水过程一般在3 d左右，属于陡涨陡落的山区性河流。一次洪水过程的洪量主要集中于1 ～3 d。

3.2 设计洪水计算

刁家坝水库集水面积48.7 km2，坝址以上河道长度11.41km，坝址以上河道平均比降17.9‰。

根据辽宁省水文水资源勘测局1998年出版的《辽宁省中小河流(无资料地区)设计暴雨洪水计算方法》(简称《图表法》)，计算刁家水库坝址处设计洪水［4］。

洪峰流量计算采用公式Qp= 0.278φp× ip× F进行计算，不同频率Pτp面及ip、Qp 见表3。洪峰计算结果见表4。

表3 不同频率ip、Qp 计算表

表4 水库设计洪峰成果表 m3/s

考虑到双岔河相邻流域小洋河上有西土城子雨量站，本次统计出实测暴雨系列(1966—1979年)，求出点暴雨均值，利用点面折减系数0.995，推求面暴雨［5］。由于西土城站无1 h暴雨统计，1 h暴雨仍采用水文手册查算值，6 h、24 h、3 d暴雨均值采用西土城站统计值。西土城站统计值见表5。根据《图表法》推求刁家坝水库的设计洪水。成果见表6。

表5 西土城站设计暴雨均值统计表

表6 水库设计洪峰成果表 m3/s

从表6 可以看出，方法1 较方法2，计算结果偏大。由于实测暴雨系列资料仅从1966—1979年，且其中1976—1978年未刊布，仅得到11 a系列，其计算结果仅供参考。

3.3 设计洪水合理性分析

刁家坝水库洪量合理性分析参证东港市相邻流域的其他5 座中型水库确定。

1)罗圈背水库位于双岔河相邻流域小洋河上，水库集水面积115 km2。

2)廉家坝水库位于双岔河东岔上游，集水面积43.4 km2。

3)合隆水库位于大洋河相邻流域龙态河上游，集水面积40 km2。

4)何家岗水库位于大洋河相邻流域龙态河支流吊水楼子河中上游，集水面积30.28 km2。

5)太平水库位于大洋河相邻流域龙态河支流吴家堡子河中上游，集水面积22.45 km2。

本次对东港市境内的廉家坝、合隆、何家岗、太平及刁家坝进行了除险加固设计，其洪水计算采用相同的计算方法即《图表法》，2002年进行罗圈背水库除险加固设计时，由于罗圈背实测洪水系列偏小，不能满足洪水计算要求，罗圈背水库也采用《图表法》计算。

各水库面积—3 d洪量(P =2%)关系图见图1。

图1 各水库面积—3 d洪量(P =2%)关系图

4 结 语

总之，点绘与刁家坝水库相邻的中型水库有罗圈背、廉家坝、合隆、何家岗、太平水库W3d与集水面积的关系，可以看出W3d与集水面积成一次方关系，符合地区平衡规律。因此，刁家坝水库的洪量分析是合理的。

［1］伊永玲. 抚松县蒲春河水库除险加固工程水文分析与计算［J］．吉林水利，2010(05):29－30．

［2］郭峰. 水利工程除险加固技术探讨［J］. 民营科技，2014(01):180.