吉尔格勒水利枢纽设计洪峰流量的推求
绰勒灌区山洪沟设计洪峰流量计算
绰勒灌区山洪沟设计洪峰流量计算杨文斌;樊忠成【摘要】采用地区经验公式法、推理公式法及“洪水图集”法分别对绰勒灌区19条山洪沟设计洪峰流量进行了计算,结果显示:上述3种方法的设计成果值相差不大,偏差不超过30％.但计算显示流域面积越小,地区经验公式法计算结果越偏保守,随着流域面积增加,其计算结果也愈偏小.针对当地实际情况、资料系列的延长及公式修正等问题提出了设计建议.【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】3页(P26-28)【关键词】山洪沟;设计洪峰流量;绰勒灌区;计算【作者】杨文斌;樊忠成【作者单位】内蒙古水利规划设计研究院,010020,呼和浩特;内蒙古水利规划设计研究院,010020,呼和浩特【正文语种】中文【中图分类】TV12山洪灾害具有突发性强、洪水历时短、洪量集中、破坏力强、预报预警难、防御难度大等特点。
近年，山洪灾害造成人员伤亡、基础设施和生态环境破坏等问题十分突出。
山洪沟与大中流域河流相比有许多特点，流域面积小，分布广、数量多，绝大多数没有水文站，缺乏实测径流资料，甚至无降雨资料，这些均给山洪沟治理工作带来了一定的难度。
山洪沟治理工作离不开山洪沟设计洪峰流量的计算。
计算方法概括起来有4种：推理公式法、地区经验公式法、“洪水图集”法和综合单位线法。
应用最广泛的是推理公式法，思路是以暴雨形成洪水过程的理论为基础，按设计暴雨推算设计净雨，以此计算出设计洪峰流量。
山洪沟设计洪峰流量的大小直接影响到排洪沟设计规模。
本文以绰勒水利枢纽下游内蒙古灌区（以下简称“绰勒灌区”）为例，采用地区经验公式法、推理公式法及“洪水图集”法，分别对该灌区内各山洪沟进行计算，以此确定绰勒灌区各山洪沟设计洪峰流量。
一、计算原理（方法）简述地区经验公式法、推理公式法及“洪水图集”法计算原理分别如下：1.地区经验公式法5年一遇设计洪峰流量：Q20%＝2.67 F0.5910年一遇设计洪峰流量：Q10%＝4.80 F0.58式中，F 为集水面积（km2）。
浅析吉勒布拉克水电站大坝工程截流施工
浅析吉勒布拉克水电站大坝工程截流施工1、工程概况吉勒布拉克大坝工程截流采用围堰一次拦断河床、导流洞泄流的导流方式，截流戗堤轴线选在上游围堰轴线上游70.0m处，轴线坐标为（48327.081,55157.194）和（48274.657,55072.546），戗堤顶宽12m，顶部高程为642.5m，高9.0m，上游坡、下游坡及沿戗堤进占方向坡度分别为为1：3.0、1:2.0、1:1.5。
戗堤采用粘土斜心墙防渗。
戗体工程量17595m3（其中粘土约3000m3），初步拟定在2010年10月上旬截流。
选定10年一遇的10月上旬平均流量作为截流设计标准，相应截流设计标准的10月上旬平均流量为77.49m3/s。
上游围堰顶高程为EL675.0m，顶宽10m，最大堰高42.5m；截流堤与围堰合为一体，上游在截流堤顶部形成6m宽的马道，以下坡度为1:3，以上坡度为1:2.0，下游坡度为1:1.5，下游边坡在EL665m形成一个2m宽的马道，河床以下部位采用高喷防渗板墙防渗，防渗墙最小厚度为0.4m，灌浆平均深度为10m，深入岩石1.0m。
河床以上采用复合土工膜（粘土心墙加土工膜）防渗，围堰迎水面设厚1.0m块石护坡。
下游围堰采用石渣料填筑，堰顶高程为636.5m，堰顶宽度10m，最大堰高5.0m，迎水边坡取1:3.0，背水边坡为1:1.5。
围堰轴线处河床为第四系砂卵砾石，厚度约3～6m，结构稍密实。
下游围堰堰体采用粘土斜墙防渗。
2、截流施工首先在9月份分两次对左右岸高喷灌浆施工，灌浆施工平台高程EL639.3m，灌浆完成后，开始截流施工，初步拟定在2010年10月上旬截流。
选定10年一遇的10月上旬平均流量作为截流设计标准，相应截流设计标准的10月上旬平均流量为77.49m3/s，截流后开始施工上游土工膜心墙围堰和下游围堰，今年计划将围堰施工至EL655m高程，明年4月底将其施工至676m高程，满足设计渡汛要求。
调蓄经验单位线法推求设计洪水及其优化
式中，ωi 为权重，逐渐递减；ki 为典型洪水过程某时段 流量斜率， k i =
− −
Qi +1 − Qi − ； k i 为设计洪水过程某时段流量 Ti +1 − Ti
−
典型洪水和设计洪水的洪峰和洪量值
设计洪水的推求并通过建立目标函数对其进行了优化改进，大大增加了结果的科学性与合理性，以期对类似工程提 供指导借鉴。 关键词：除险加固；设计洪水；推求 中图分类号：TV122 一、调蓄经验单位线法推求设计洪水 1．洪量频率与降水量频率计算 根据参证站四棵树河流域吉勒德水文站 1954 年设站以 来实测洪水系列，以及 1982 年塔城水文水资源勘测局对流 域内 1945 年 8 月发生的特大暴雨洪水调查值（350m³/s） 进行分析，将 1945 年调查历史洪水加入实测洪水系列中， 重现期按 T=66 年不连序系列处理，频率曲线选用 P-Ⅲ型曲 线，在适线时，主要考虑理论频率曲线与经验点据拟合较好 为原则，进行目估适线。根据实测年最大洪峰流量等资料进 行洪量频率计算，分别得到两类结果如表 1。 表1
2．调蓄经验单位线法基本原理 按照《塔城地区可能最大暴雨图集》规定，不同设计频 率最大 24h 暴雨值可以通过用设计最大一日暴雨乘转换系数 （K）求得，转换系数 K 统一取 1.13。在四棵树河流域吉勒 德水文站时面深综合曲线图上找到特吾勒河拟建水库工程坝 址以上集水面积所对应的折算系数，综合考虑工程所在流域 观测站高程与工程所处地理位置，点面折算系数取 1.00。利 用《塔城地区可能最大暴雨图集》查得四棵树河流域以北地 区逐时雨量分配的百分比，可以求得设计流域不同频率日降 水量的分配过程，结合降水量分配过程，在产流历时为 tc 时， 在《塔城地区中小流域设计暴雨洪水图集》产流综合图中便 收稿日期：2017-02-05
洪峰流量的计算
3.4设计洪水3.4.1暴雨洪水特性鸭嘴河流域洪水主要由暴雨形成。
流域内暴雨一般出现在6～9月，且多连续降雨，受地形影响，降雨量不大。
据木里县气象站1970~2002年33年实测资料统计，最大一日降水量为77.4mm（1997年8月15日）、最大三日降水量111.6mm （1981年7月14日~16日）、最大五日降水量144.8mm（1981年7月14日~18日）。
鸭嘴河洪水出现时间与暴雨一致，洪水最早出现在5月，最迟出现在11月，但量级和强度较大的洪水一般出现在6～9月。
据邻近流域九龙河乌拉溪水文站1985～2004年20年实测资料统计，年最大流量最早出现在6月20日，最迟出现在9月4日，年最大洪水出现在6~7月的次数占全年的70%。
鸭嘴河流域的洪水具有峰不高、量较大、洪水历时长的特点。
一次洪水过程约2~3天，但洪水总量主要集中在一天。
鸭嘴站1990~1992年3年实测资料中，最大洪水发生在1991年，最大一日降水量58.5mm，洪峰流量为150m3/s，最大一日洪量1123万m3，三日洪量2809万m3，最大一日洪量占三日洪量的40%。
3.4.2设计洪水鸭嘴站仅有1990~1992年3年实测水文资料，且无法插补延长其洪水系列。
故采用推理公式法由设计暴雨推求布西水库设计洪水。
3.4.2.1布西水库坝址设计洪峰流量计算推理公式法洪峰流量计算公式：Q=0.278ψ(s/τn)F式中：Q——最大流量，m3/s；ψ——洪峰径流系数；s——暴雨雨力，mm/h；τ——流域汇流时间，h；n——暴雨公式指数；F——流域面积，km2。
（1）流域特征值在1/50000的地形图上，量算鸭嘴河布西水库坝址的流域特征值，见表3.7。
表3.7 鸭嘴河布西水库坝址流域特征值表（2）设计暴雨1）设计点雨量由于流域内缺乏短历时暴雨资料，本次蓄水安全鉴定各时段设计暴雨参数采用四川省水文局2006年出版的《四川省暴雨统计参数等值线图集》查算。
三点法计算设计洪峰流量
三点法计算设计洪峰流量三点法计算设计洪峰流量摘要：文章主要针对具有短系列实测洪峰流量的流域，且该流域内有几个较为精确的历史洪水调查值，此种情况可采用三点法推求统计参数和设计洪峰流量。
关键词：三点法；洪峰流量；历史洪水1概况乌拉斯特河流域地处新疆阿勒泰地区吉木乃县境内，地理坐标北纬47°00′～47°59′、东经85°33′～87°09′。
河流发源于萨吾尔山脉的木斯岛冰峰，山脉平均海拔高度(黄海标高，下同)3 200.00 m以上，最高峰3 787.30 m。
流域地势南高北低，西高东低，山体南陡北缓，地形呈阶梯状。
乌拉斯特河全流域面积为837.50 km2，河长79.70 km，河流平均宽度为10.50 km，流域形状系数0.13，河床比降上陡下缓，在中游段可达20 ‰，下游段为16 ‰。
干流上的科克克也木也尔站控制断面集水面积272.00 km2，河长26.00 km。
科克克也木也尔水文站距吉木乃县城约21 km，水文站地理位置北纬47°16′、东经85°47′，海拔高程1 458.50 m。
该站于1980年9月由新疆维吾尔自治区水利厅设立并开始观测，1993年停测，历时13年。
该站水文测验及数据整编均严格按国家行业技术标准执行，其测验精度较高，水文资料成果可靠。
主要观测项目包括：水位、流量、冰情、辅助气象观测等观测项目。
该站设站期间水文测验基本断面未发生迁移，基本断面以上无大规模引水活动。
2计算过程乌拉斯特河科克克也木也尔水文站，具有1981～1993年13年连续实测洪峰流量资料，通过历史洪水调查得知，历史上曾有过2次较大洪水，经计算调查断面洪峰流量分别为196 m3/s、164 m3/s，可推算重现期为105年和52.5年。
由于实测系列不能满足规范要求30年长度，拟采用三点法计算。
用13年实测系列和两个历史洪水点据点绘经验频率曲线，用矩法估算三参数，目估适线。
新疆吉尔格勒水利枢纽工程水库放水经济效益分析
该方案的消力池，只能消除 ４０ｍ水头，需要修建两座此规 模的消能设施。经和水工人员沟通，修建该类型的消力池，需 要的工程量如下。
挖土 方 １２６４ｍ３ 造 价 １５１６８元。挖 石 方 ８６８ｍ３，造 价 ３９０６０元。填方 １５１２ｍ３，造价 ２７２１６元。消能井底板钢筋混 凝土 ３１６．８ｍ３，造 价 １３０２０４．８元。消 能 井 池 壁 钢 筋 混 凝 土 ８４４８ｍ３，造价 ３４８９０２．４元。消能井盖板 ６６ｍ３，造价 ３９６０００ 元。钢筋 １６８．８ｔ，造价 １０１２８００元。镀锌铁皮止水 ８０ｍ，造 价 ８００００元。加固钢板 １５．２ｔ，造 价 ２２８０００元。电 动 蝶阀 ２个，造价 ３０００００元。闸房造价 ４０００００元。 % 采用调节阀方案 ３．１ 选用智能井式调节阀进行消能减压方案
２０１５． ［２］ 金 钟 元．水 利 机 械 ［Ｍ］．北 京：中 国 水 利 水 电 出 版 社，
２００４． ［３］ 张清双，汤伟，刘晓英．阀门制造工艺手册［Ｍ］．北京：化
学工业出版社，２０１７． ［４］ 盛国林．水电站机组设备及运行［Ｍ］．北京：化学工业出
版社，２０１０．
１６０
水工建筑物方案，仅仅消力井上的投资，初步估算为 ３１０ 万元，还不包括调流建筑物，引水渠的建设等费用；智能井式调 节阀方案，总投资不到 １８０万元，相对于水工建筑物，节省很多。 ４．２ 施工工期上
推理公式法在青海省乐都县大沟设计断面洪峰流量分析中的应用
ｆ
直变 化 明显 ， 年 平均 气 温在２ ． ５ ～７ ． ５ ℃， 降雨量 在 ３ ５ ０ －６ ５ ０ ａｍ之 间 。 ｒ ２水 文 资料 大 沟流域 附近 的水文站 、 雨量 站有 湟水干流 乐都水 文站 、 民和水 文站 ； 湟水 级 支流 引胜 沟八 里桥 水 文站 、 小 南川 王家 庄水 文站 和高 庙 雨量站 。 这 次水 文分 析计 算以拟选 电解铝 厂址处 ， 即邻 近大沟人 湟水 河 口处 为设 计 断面 ３洪 峰 流量 分析
一
当 ｒ＞ｔ ｃ 时， 洪峰 流量 Ｑ ｍ系 由部分 流 域面 积上 ｔ ｃ 时段 内的 全部 净 雨所形 成， 即部 分汇 流 ：
＝
０． ２ ７ ８
Ｆ
０． ２ ７ ８ Ｌ
３ ． １ 暴 雨洪水 分析 计算
以上 各 式 中 ，
—
、 ：ｍ Ｊ“ ”
３ ． Ｉ ． １设计 点 雨量 计 算 将 不 同重现 期 １ ｈ 、 ３ ｈ 、 ６ ｈ、 １ ２ ｈ 、 ２ ４ ｈ ／ ｉ 大 降水量 绘制 在双 对数 纸上 ， 同一重 现期 不 同时段 的最 大 降水量 基 本在 一条 直线上 。 采用 雨量 ～频率 ～历时 关系经验 公式 ， 概 化高庙 站 的雨量 ～历 时 ～重现期 关系 。 Ｈｐ ＝ Ｓ ｐ ｔ ｎ （ １ ） 式中： Ｈｐ ＿ 一 历 时为 ｔ ， 频 率为Ｐ 的暴 雨量 （ ｍｍ） ｌ ｓ “ 雨力” ， 数值 上 等于 年最 大 ｌ ｈ 平均 雨强 （ ｍｍ／ ｈ） ； ｎ 一 暴 雨递 减 指数 （ 暴 雨参 数 ） 。 暴 雨递 减指 数见 表 １ 。 表 １高庙 站暴 雨递 减ｎ 指 数 表
乌苏四棵树河吉尔格勒水库枢纽工程水土流失防治措施浅析
乌苏四棵树河吉尔格勒水库枢纽工程水土流失防治措施浅析本文针对乌苏四棵树吉尔格勒水库，在工程建设中因地制宜开展水土保持、生态环境保护所采取的防治措施进行阐述，为今后开发项目水土保持防治做参考，同时也为环境保护提供可靠的实践依据。
标签：水库枢纽工程；水土流失；防治措施1、工程概况吉尔格勒水库位居准噶尔盆地西南缘的乌苏市境内，在四棵树河上游，距四棵树河一级水电站6km，距乌苏市政府所在地约60km。
工程由拦河坝、引水发电洞、泄洪冲沙洞、溢洪道、电站厂房等组成。
水库总库容为6543×104m3，工程等别为Ⅲ等，永久性主要建筑物级别为3级，永久性次要建筑物级别为4级，临时导流建筑物为4级，其余临时建筑物为5级。
该水库枢纽工程的主要任务是利用水力发电，为下游灌区提供灌溉用水，同时提高了四棵树河下游的防洪标准。
工程总投资：67493.67万元2、工程建设水土流失因素工程建设由于开挖、占压和破坏地表植被，在一定程度上加剧了项目建设区的水土流失，主要表现为以下方面：⑴工程施工使工程占地范围内的植被遭到破坏，改变了原土地结构及原有地表植被，削弱抗风蚀、抗水蚀能力。
⑵施工期将产生大量的堆渣及弃渣，若堆放或防护措施不当，将会因大风天气或融雪降雨、暴雨天气产生水土流失。
⑶施工期料场取料后，地表植被及表层无用层被剥离，如果料场不及时平整及弃渣回填，在融雪及降雨、大风天气条件下易发生水土流失。
3、水土流失防治措施通过对工程现场调查，将项目区分为8个防治分区，分别为：主体工程建设区、道路区、施工营地区、工程管理区、料场区、高压线路区、转料场区和弃渣场区。
根据各水土流失防治区的水土流失特点、危害程度，防治措施采取治理与防护相结合、工程措施与植物措施相结合、治理水土流失与美化、绿化相结合，统筹布局各类水土保持措施，以形成完整的水土保持防治体系。
3.1 主体工程建设区防治临时措施：主体工程建设区包括主体工程建设区包括大坝、围堰、溢洪道、引水发电洞、导流泄洪冲沙洞和电站厂房。
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２ 洪 峰 流 量 均 值 的 经 验 公 式 法
洪峰流量 均值 计算 选 用 天 山北 坡 小 河 流 域经 验 公
勒 水利 枢 纽坝址 处 洪峰 流量 ， 最后 通过 综合 分析 确 定坝 址 处设计 洪峰 流 量。
［ 关键词］ 设计洪峰 ； 推求 ； 吉 尔格勒水剃枢纽
［ 中图分类 号］ Ｔ Ｖ ２ １ ４ ［ 文献标 识码 ］ Ｂ ［ 文章编 号］ １ ０ ０ ６— ７ １ ７ ５ （ ２ ０ １ ５ ） １ ０—０ ０ ５ ２— ０ ３
图１ 吉 勒 德 水 文 站 洪 峰 流 量 频 率 曲线 图
Ｐ ：Ｍ／ ＋
占 尔 格 勒 水 库 所 在 的 四 棵 树 河 发 源 于 天 山 北 坡 中 段， 是乌苏市农业生 产和经 济建设 的主要 水源 地 ， 同时也
剔 除 特 大 值 后 的连 序 系列 按 下 式 计 算 经 验 频 率 ：
是乌苏市洪水灾害 出现 比较 频繁的河流 。
一 — — —
（ Ｎ 一１ ） （ Ｎ一 ２ ） ｘ Ｃ ｖ
加入特大值后 的不 连序系 列设计 洪峰 流量经验 频率
按下式计算 ：
计算 结果见表 １ 。 ／ ｍ ・ Ｓ
表 １ 吉 勒 德 水 文 站 设 计 洪 峰流 量成 果 表
１ ． ２ 吉尔 格勒 水库 坝址 设计 洪峰 流 量计 算
李 蓉 ： 吉尔 格勒 水 利枢 纽设 计洪 峰流 量的 推求
降 水量 ， ｍ ｍ。
第 １ ０期
０ ． ９ ６ ） 。代人 上式 得洪 峰流 量均值 Ｑ ＝６ ５ ． ７ ｍ ／ ｓ ， 采用 吉勒德 站洪 峰流量 系列 统计 参数 ， 计算 出吉 尔格勒 水库 坝址不 同频率设计洪峰流量成果 。见表 ３ 。
占尔格勒水库坝址 与吉勒 德水 文站 两控 制断 面均位 丁四棵树 河干流 ， 且相 距较 近 ， 所 以直接 移用 吉勒德 水文
站 洪 峰模 数 ， 推 算 吉 尔 格 勒 水 库 坝 址 设 计 洪 峰 流 量 。 见 表２ 。吉 勒 德 水 文 站 洪 峰 流量 频 率 曲 线 见 图 １ 。
式：
式 中 妻
，
值 ， ； Ｆ 为 水
库坝址 断面以上集水面积 ｋ ； ｃ为河 流参 数 ， Ｃ： ￣ ／ ａ ， ｏ ｓ ；
，为流 域 形 状 系 数 ：Ｆ ／ Ｌ ｚ ； Ｐ 为 流 域 多 年 平 均 最 大 一 日 。
［ 收 稿 日期 ］ ２ ０ １ ５— ０ ５—１ ３ ［ 作者简介 ］ 李 蓉（ １ ９ ８ ７一） ， 女， 四川南 充人 ， 从事水利规 划与设计 Ｔ作
Ｏｃ ｔ ．， ２ ０１ ５
吉 尔 格 勒 水 利 枢 纽 设 计 洪 峰 流 量 的 推 求
李 蓉
（ 昌吉市水 文水 资源局 ， 新疆 昌吉 ８ ３ １ １ ０ ０ ）
［ 摘 要］ 运 用洪峰 模 数 法 、 洪峰 流 量 均值 的 经验 公 式 法 和 长短 系列 比值 法 ， 分 析 计 算 吉 尔格
表 ２ 吉 尔 格 勒 水 库 坝 址 设 计 洪峰 流 量 成 果 表
Ｐ ／ ％ ０ ． ０ ５ ０ ． １ ０ ． ２ ０ ． ３ ３ ０ ． ５ １ ． ０ ２ ． ０ ３ ． ３ ５ ． ０ １ ０． Ｏ ２ ０． ０
Ｑ ／ ｍ。・ ｓ 一
第２ １卷第 １ ０期
２ ０ １ ５年 １ ０月
水 利 科技 与 经 济
Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｃｏ ｎ ｓ ｅ ｉ ， ｖ ａ ｎ ｃ ｙ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｃ ｏ ｎ ｏ ｍｙ
Ｖｏ １ ． ２１ Ｎｏ ．１ ０
吉尔格 勒 水 库 坝 址 以 上 集 水 面 积 ７ ７ ８ ｋ ｍ ， 河 长 ４ ９ ｋ ｍ， 主河道纵 比降０ ． ０ ３ １ １ ， 流域 多年 平 均最 大 一 Ｔ ？ 童 姗日降 鹾 水 量２ ４ ． ４ ｍｍ（ 已折算 ， 最 大一 日降水量 点、 面折 算系数 为
Ｃ ｖ ＝ １ √ １｛ 善 （ 一 面 ） ＋ 熹 。 （ ） ｝
，、
理论频 率 曲线与 经验 点据拟 合较 好 为原 则， 进 行 目估适
：
线
Ⅳ ｛ 耋 （ 一 ） ＋ Ｎ 一 － ａ 熹 。 （ 一 ） 二生尝 一
式中 ： Ｐ为设计 频率 ， ％； Ｍ 为 特大值 排序 ； Ｎ 为 特 大 值 重 现期 ； 为 连 序 系 列 中特 大 值 个 数 ； ａ为 特 大 值 个 数 。
对于不连序 系列 ， 各 阶样 本矩 及 统计 参数 的计算 公
式为：
＝
（
，
耋 ＋ 等 熹 ｉ Ｘ ｉ ）
Ｐ ＝ Ⅱ ／ （ Ｎ＋１ ）＋［ １— ０ ／ （ Ⅳ＋１ ） ］×（ Ｍ —Ｌ ） ／ （ ｎ—Ｌ
＋１ ）
１ 洪峰 模 数 法
１ ． １ 吉 勒德水 文 站设计 洪 峰流 量计 算
根据 四棵树河流域 唯一具 有实测 洪水 资料 的吉勒德
水文站 １ ９ ５ ４年 设 站 以来 实 测 洪 水 系 列 ， 以及 １ ９ ８ ２年 塔 城 水 文水资源勘测局对流域 内 １ ９ ４ ５年 ８月 发 生 的 特 大 暴 雨 洪水调查值 （ ３ ５ ０ ｍ ／ ｓ ） 进 行分 析 ， 将 １ ９ ４ ５年 调 查 历 史洪 水加 入实测洪水 系列 中， 重 现 期 按 Ｔ＝６ ５年 不 连 序 系 列 处理 ， 频 率 曲线 选 用 Ｐ— ｍ型 曲 线 。 在 适 线 时 ， 主 要 考 虑