山東省小型水庫(kù)洪水核算辦法

1、附件：山東省小型水庫(kù)洪水核算辦法（試行）前 言山東省小型水庫(kù)洪水核算辦法（試行）是為適應(yīng)新形勢(shì)下小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固需要而制定的。本辦法依據(jù)水利部水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)SL252-2000、水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范（SL44-2006）、碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL274-2001）和山東省水文圖集的有關(guān)分析成果，在原山東省水利局暴雨洪水組1979年6月編印的山東省小型水庫(kù)洪水核算方法基礎(chǔ)上修訂完成的。在山丘區(qū)小型水庫(kù)防洪安全復(fù)核、控制運(yùn)用、加固設(shè)計(jì)等工作中應(yīng)以本辦法為主，其它各法可作驗(yàn)證參考。本辦法提供了洪峰流量、洪水總量以及調(diào)洪演算方法，適用我省流域面積在1到30平方千米的小型水庫(kù)保

2、安全洪水核算使用。對(duì)有閘控制或流域面積大于30平方千米的小型水庫(kù)，應(yīng)使用山東省大、中型水庫(kù)防洪安全復(fù)核洪水計(jì)算辦法進(jìn)行核算，設(shè)計(jì)洪水流量過(guò)程應(yīng)采用瞬時(shí)單位線法，其中流域面積小于50平方千米的水庫(kù)時(shí)段長(zhǎng)建議取0.5小時(shí)，瞬時(shí)單位線參數(shù)M1與0.5小時(shí)單位線關(guān)系表可參考山東省水文圖集。流域面積小于1平方千米的?。?）型水庫(kù)，應(yīng)按本辦法計(jì)算的洪峰、洪量分別加大10%后，再進(jìn)行調(diào)洪。請(qǐng)各單位在使用過(guò)程中注意結(jié)合實(shí)際, 及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),如有問(wèn)題請(qǐng)函告省水利廳。1小型水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)小型水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，按照水利部水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)(SL252-2000)選取。小型水庫(kù)永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)

3、，應(yīng)按山區(qū)、丘陵區(qū)或平原、濱海區(qū)分別確定。山區(qū)、丘陵區(qū)永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期（年）按表1選用。平原、濱海區(qū)永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期（年）按表2選用。 當(dāng)山區(qū)、丘陵區(qū)的小型水庫(kù)壩高低于15m，上下游最大水頭差小于10m時(shí)，且失事后對(duì)下游防洪影響不大時(shí)，其洪水標(biāo)準(zhǔn)宜按平原、濱海區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定；當(dāng)平原、濱海區(qū)的小型水庫(kù)壩高高于15m，且上下游最大水頭差大于10m時(shí)，其洪水標(biāo)準(zhǔn)宜按山區(qū)、丘陵區(qū)標(biāo)準(zhǔn)確定。 ?。?）型、?。?）型水庫(kù)的消能防沖建筑物洪水重現(xiàn)期分別取20年、10年。表1 山區(qū)、丘陵區(qū)小型水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)表不同壩型水工建筑物級(jí)別設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（洪水重現(xiàn)期年）校核標(biāo)準(zhǔn)（洪水重現(xiàn)期年）土石壩

4、?。?）型4級(jí)50301000300小（2）型5級(jí)3020300200特別重要?。?）型（3級(jí)）100501000混凝土壩、漿砌石壩?。?）型4級(jí)5030500200?。?）型5級(jí)3020200100特別重要小（1）型（3級(jí)）100501000500表2 平原、濱海區(qū)小型水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)表水工建筑物級(jí)別設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（洪水重現(xiàn)期年）校核標(biāo)準(zhǔn)（洪水重現(xiàn)期年）?。?）型4級(jí)201010050?。?）型5級(jí)105020注：特別重要小型水庫(kù)系指可能危及下游城鎮(zhèn)、工礦區(qū)，鐵路干線或其它重要政治經(jīng)濟(jì)意義設(shè)施或梯級(jí)水庫(kù)。一般是否特別重要應(yīng)由上一級(jí)主管部門確定。2洪峰流量的查算2.1計(jì)算圖表的使用范圍：本圖表適用于

5、我省一般山區(qū)、丘陵區(qū)的天然河道，面積在30平方千米以下的小型工程。對(duì)于上游有較大控制工程影響的河道，應(yīng)另外考慮。至于山區(qū)和丘陵的劃分，主要應(yīng)根據(jù)流域的比降、土壤地質(zhì)條件以及植被情況確定。本辦法規(guī)定流域主河道的比降大于10，巖石較多，土層較薄，植被一般的均應(yīng)查算山區(qū)圖表，其它應(yīng)查算丘陵圖表。對(duì)比降在10以下，但土層較薄，流域內(nèi)巖石裸露、植被較差者也應(yīng)查算山區(qū)圖表。2.2計(jì)算圖表計(jì)算圖表包括基本計(jì)算曲線qmH24K、山東省qmH24K分區(qū)劃分圖、山東省部分縣（市、區(qū)）暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析成果表、降雨徑流關(guān)系曲線和輔助計(jì)算圖表，前者為計(jì)算設(shè)計(jì)最大洪峰流量的主要工具，后者為簡(jiǎn)化計(jì)算的輔助工具。2.2.1基

6、本計(jì)算曲線和分區(qū)圖1、按我省暴雨特性及下墊面諸因素的影響，基本計(jì)算曲線qmH24K分四個(gè)區(qū)七組曲線：1) 泰沂山南山區(qū)、泰沂山南丘陵區(qū)2) 泰沂山北山區(qū)、泰沂山北丘陵區(qū)3) 膠東山區(qū)、膠東丘陵區(qū)4) 嶗山區(qū)2、山東省qmH24K分區(qū)劃分圖，據(jù)此確定小型水庫(kù)所在地點(diǎn)的計(jì)算分區(qū)。3、山東省部分縣(市、區(qū))暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析成果表。4、降雨徑流關(guān)系曲線，其形式為p+pa-hr是為推求設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)凈雨量使用的。2.2.2輔助圖表輔助圖表主要有:JJ1/3，F(xiàn)F2/5 查算表，是為了計(jì)算簡(jiǎn)明而使用的。2.3計(jì)算圖表的使用1、對(duì)需要進(jìn)行洪水復(fù)核或設(shè)計(jì)的小型水庫(kù)，建議根據(jù)適當(dāng)比例尺的地形圖，復(fù)核量算工程地點(diǎn)以上的

7、流域特征參數(shù)，包括：1) 流域面積F:在適當(dāng)比例尺的地形圖上，勾繪好流域分水線后，直接量取，對(duì)于地形圖精度不高，或分水線不清的流域，要進(jìn)行實(shí)地查勘測(cè)量，以確定分水線的實(shí)際位置，單位以平方千米計(jì)。2) 主要河道長(zhǎng)度L：采用自出口斷面起沿主河道至分水嶺的最長(zhǎng)距離，包括主河道以上溝形不明顯部分沿程的長(zhǎng)度，可由地形圖上量算，單位以千米計(jì)。3) 主河道比降J：J為沿L的河道平均比降，自分水嶺起根據(jù)沿流程的比降變化特征點(diǎn)高程，按下式采用加權(quán)平均法計(jì)算。J=(Z0+Z1）L1+（Z1+Z2）L2+（Zn-1+Zn）Ln-2Z0L/L2 (1)式中：Z0、Z1Zn為自出口斷面起沿流程各特征地面點(diǎn)的高程。L1、

8、L2Ln為各特征點(diǎn)間的距離，詳見圖一。河道上有跌坎、陡坡等時(shí)，應(yīng)當(dāng)把突然變動(dòng)比降段兩段的特征點(diǎn)，都做為計(jì)算加權(quán)平均比降時(shí)分段點(diǎn)，以使計(jì)算的比降反映沿程實(shí)際水力條件。根據(jù)從地形圖上量算的F、L、J按下式計(jì)算流域綜合特征參數(shù)。K=L/(J1/3·F2/5)（2）LL1L2L3L4L5Z4Z5Z3Z2Z1Z0圖一2、根據(jù)“山東省部分縣(市、區(qū))暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析成果表”查出工程地點(diǎn)以上流域中心多年平均最大24小時(shí)降雨量及變差系數(shù)Cv值，取Cs3.5Cv，根據(jù)皮爾遜型曲線的模比系數(shù)kp值表（見表3）查得Kp值，進(jìn)而可計(jì)算出某種頻率的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)24小時(shí)暴雨量：（3） 對(duì)流域中心處于兩個(gè)縣（市、區(qū)）

9、邊界附近的水庫(kù)，若相鄰兩縣（市、區(qū)）的多年平均最大24小時(shí)降雨量及變差系數(shù)Cv相差較大時(shí)，則該水庫(kù)在、Cv值選用時(shí)應(yīng)采取插值等方法進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。3、根據(jù)流域特征綜合參數(shù)K和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)降雨量H24，按工程地點(diǎn)所在位置和流域坡度、土壤土質(zhì)、植被等情況，查用qmH24k關(guān)系曲線。得出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的單位面積洪峰流量模數(shù)qm；4、將單位面積最大洪峰流量模數(shù)qm，乘以流域面積F，即可求得設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最大洪峰流量QmQm=qm×F（4）3 洪水總量的推求以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最大24小時(shí)暴雨量的75%，加上前期影響雨量Pa，查P+PahR降雨徑流關(guān)系曲線求出凈雨hR，以凈雨hR乘上流域面積F即得到洪水總量W：W=0

10、.1 hR×F（萬(wàn)立方米）（5）其中山丘區(qū)小型水庫(kù)的前期影響雨量Pa取40mm，平原區(qū)小型水庫(kù)前期影響雨量Pa取50mm。洪水過(guò)程按三角形計(jì)算，洪水歷時(shí)T（即三角形過(guò)程的底寬）按下式計(jì)算：T=W/(1800·Qm) (小時(shí)）（6）式中：W洪水總量，Qm最大洪峰流量。漲洪歷時(shí)為三分之一T，即最大洪峰Qm出現(xiàn)在三分之一T的地方。4 調(diào)洪演算4.1 溢洪道泄量q的計(jì)算小型水庫(kù)溢洪道泄量q的計(jì)算，可參照溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范SL253-2000附錄A的方法計(jì)算?？紤]我省小型水庫(kù)多為無(wú)閘控制開敞式溢洪道，斷面不規(guī)則且緩坡段較長(zhǎng)，為方便起見，可采用以下簡(jiǎn)化公式進(jìn)行計(jì)算：q=1.5Bh3/2（7

11、）式中：1.5為綜合流量系數(shù)。對(duì)溢洪道為斷面不規(guī)則的長(zhǎng)渠，且底坡較緩的情況，寬頂堰泄流公式不再適用，但用明渠計(jì)算比較繁瑣，這種情況下仍可應(yīng)用上述公式，但需將綜合流量系數(shù)應(yīng)相應(yīng)調(diào)整，可根據(jù)工程情況取1.41.5為宜。B溢洪道寬度（米）； h溢洪道堰頂以上的水深（米）。已知溢洪道寬度，可以根據(jù)水庫(kù)的不同水位算出溢洪道的相應(yīng)泄量。然后將水庫(kù)水位、庫(kù)容和q對(duì)應(yīng)列成表格，或繪成曲線，供調(diào)洪時(shí)使用。4.2 調(diào)洪演算對(duì)流域面積較大或有閘控制的小型水庫(kù)，應(yīng)參照大中型水庫(kù)調(diào)洪原則與方法進(jìn)行計(jì)算。有閘控制的水庫(kù)一般取興利水位，有特殊要求的可單獨(dú)設(shè)汛限水位并以此做為起調(diào)水位。無(wú)閘控制的水庫(kù)調(diào)洪演算的起調(diào)水位取溢洪道

12、堰頂高程。調(diào)洪演算一般采用圖表法或者試算法。對(duì)無(wú)閘控制開敞式溢洪道的一般小型水庫(kù)可用下述三角形調(diào)洪法進(jìn)行。首先根據(jù)水庫(kù)的水位泄量關(guān)系曲線和水位容積曲線繪制溢洪道堰頂以上調(diào)洪庫(kù)容V調(diào)洪與下泄流量q的關(guān)系曲線，將該曲線繪在圖二的左方，其右方繪制入庫(kù)洪水過(guò)程線Qt。在v調(diào)洪坐標(biāo)軸上取一點(diǎn)A，用OA等于洪水總量W，過(guò)Qm作水平線交縱坐標(biāo)軸于B，連接AB，與V調(diào)洪q曲線交于D，過(guò)D點(diǎn)作水平線交洪水過(guò)程線Qt的退水段于C，則C點(diǎn)的坐標(biāo)表示最大下泄流量q，D點(diǎn)的橫坐標(biāo)OD表示相應(yīng)的調(diào)洪庫(kù)容V調(diào)洪。圖 二q QBQmCQtV調(diào)洪qV調(diào)洪V調(diào)洪W洪Tq泄 D O D A t5 算例膠東地區(qū)×河

13、5;村附近有一小型水庫(kù)，求三百年一遇情況下的最大洪峰流量及溢洪道的最大下泄流量和水庫(kù)的最大調(diào)洪庫(kù)容。5.1最大入庫(kù)洪峰流量Qm的查算一、流域特征參數(shù)的量算應(yīng)用地區(qū)萬(wàn)分之一地形圖，量得流域工程地點(diǎn)以上流域面積F為16平方千米，自工程地點(diǎn)沿主河道量至分水嶺得最大流程L為6.6千米，相應(yīng)于該河道的平均比降J為0.0183米/米。J的計(jì)算見公式（1）從附助圖表查得F2/5=3.03， J1/3=0.264流域特征綜合參數(shù)：k=L/(J1/3F2/5)6.6/(0.264×3.03)=8.25二、設(shè)計(jì)暴雨量的計(jì)算：三百年一遇設(shè)計(jì)暴雨量的推求,根據(jù)工程所在地點(diǎn)，查輔助計(jì)算圖表得：多年平均最大24

14、小時(shí)降雨量為120毫米。多年平均最大24小時(shí)降雨量變差系數(shù)Cv為0.65。采用Cs=3.5Cv，應(yīng)用皮爾遜型頻率曲線KP值表查得三百年一遇KP值為4.22，則三百年一遇最大24小時(shí)降雨量H24為：H24P=0.33%=KP·=4.22×120=506.4毫米三、單位面積最大洪峰流量的計(jì)算：經(jīng)實(shí)地查勘，該工程地點(diǎn)以上比降較陡，為18.3，流域植被中等流域內(nèi)的巖石主要為花崗巖，有風(fēng)化，一般土層較薄。根據(jù)流域的坡度，土壤地質(zhì)植被等情況，該流域?qū)儆谏絽^(qū)。根據(jù)流域綜合特征參數(shù)K=8.25，三百年一遇最大24小時(shí)降雨量H24=506.4毫米，查膠東山區(qū)qmH24K關(guān)系曲線得qm=39.

15、1秒立米/平方千米。四、最大洪峰流量的計(jì)算：三百年一遇的最大洪峰流量：Qm0.33%=qmF=39.1×16=626秒立米5.2 洪水總量和洪水過(guò)程線的計(jì)算一、洪水總量的計(jì)算：三百年一遇洪水總量計(jì)算：三百年一遇最大24小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨量為506.4毫米，百分之七十五為506.4×75%=380毫米，pa取40毫米，p+pa=380+40=420毫米，查p+pahR曲線得hR=317毫米；洪水總量為：W=0.1h0×F=0.1×317×16=507萬(wàn)立米。二、洪水過(guò)程為三角形，洪水歷時(shí)T為： 三百年一遇 T=W/(1800 Qm)=507×

16、104/(1800×626)=4.5小時(shí)5.3調(diào)洪演算一、基本資料：水位容積和水位泄量關(guān)系見表（設(shè)溢洪道寬度為15米）二、調(diào)洪演算：調(diào)洪演算采用圖解法，見附圖三、圖四，經(jīng)計(jì)算后，三百年一遇溢洪道最大下泄流量為118秒立米，調(diào)洪庫(kù)容為410萬(wàn)立米，防洪水位為90.03米。××水庫(kù)水位容積和水位泄量關(guān)系見表 （單位：m,104m3）水位87.083.089.089.590.090.591.091.592.092.593.094.0調(diào)洪庫(kù)容011225233241249257669279291210461324泄量關(guān)系02364891171471802152522903

17、31418附表1： F2/5查算表 （F=00.99平方千米）F00.010.020.030.040.050.060.070.080.09000.160.210.250.280.300.320.340.360.380.10.400.410.430.440.460.470.480.490.500.510.20.530.540.550.560.570.580.590.590.600.610.30.620.630.640.640.650.660.670.670.680.690.40.690.700.710.710.720.730.730.740.750.750.50.760.770.770.780.

18、780.790.800.800.810.810.60.820.820.830.830.840.840.850.850.860.860.70.870.870.880.880.890.890.900.900.910.910.80.920.920.930.930.930.940.940.950.950.950.90.960.960.970.970.980.980.980.990.990.99表1（續(xù)）： F2/5查算表 （F=19.9平方千米）F00.10.20.30.40.50.60.70.80.911.001.041.081.121.151.181.221.241.271.3021.321.35

19、1.381.401.431.451.471.491.511.5331.551.571.591.611.631.651.671.691.711.7241.741.761.781.791.811.831.841.861.871.8951.901.921.931.951.961.981.992.010.202.0462.052.062.072.092.102.112.122.142.152.1772.182.192.202.222.232.242.252.262.282.2982.302.312.322.342.352.362.372.382.392.4092.412.422.432.442.452

20、.462.472.482.492.50表1（續(xù)）： F2/5查算表 （F=1099平方千米）F0123456789102.512.612.702.732.872.963.033.113.183.25203.313.383.453.513.573.633.683.743.803.85303.903.954.004.054.104.154.204.244.294.33404.384.424.464.504.544.594.634.674.704.75504.784.824.864.904.924.975.005.045.085.11605.155.185.215.255.285.315.355.3

21、85.415.44705.485.505.545.565.605.635.655.655.715.74805.775.815.835.865.885.915.945.976.006.02906.056.086.106.126.156.156.206.246.286.29附表2： J1/3查算表 （單位：米/米）J0123456780.0010.1000.1030.1060.1090.1120.1140.1170.1190.12220.1260.1280.1300.1320.1340.1360.1380.1390.14130.1440.1460.1470.1490.1500.1520.1530.

22、1550.15640.1590.1600.1610.1630.1640.1650.1660.1680.16950.1710.1720.1730.1740.1750.1760.1770.1790.18060.1820.1830.1840.1850.1860.1870.1880.1880.18970.1910.1920.1930.1940.1950.1960.1970.1980.19880.2000.2010.2020.2020.2030.2040.2050.2060.20690.2080.2080.2090.2100.2110.2120.2120.2130.2140.010.2150.2220.

23、2290.2350.2410.2460.2520.2570.26320.2720.2760.2800.2840.2880.2920.2960.3000.30430.3110.3140.3180.3210.3240.3270.3300.3330.33640.3420.3440.3470.3500.3530.3560.3580.3610.36350.3680.3710.3730.3760.3780.3800.3830.3850.38760.3920.3940.3960.3980.4000.4020.4040.4060.40870.4120.4140.4160.4180.4200.4220.4240

24、.4250.42780.4310.4330.4350.4360.4380.4400.4020.4430.44590.4480.4500.4510.4530.4550.4560.4580.4600.4610.100.4640.4660.4670.4690.4700.4720.4730.4750.47610.4790.4800.4820.4830.4850.4860.4870.4890.49020.4930.4940.4960.4970.4980.5000.5010.5020.50330.5060.5070.5090.5100.5110.5130.5140.5050.51640.5190.5200.5210.5230.5240.5250.5260.5270.529附表3： 皮爾遜型曲線的模比系數(shù)kp值表kp p cv頻