彭和平，王葵华

（江西省水利规划设计研究院，江西 南昌 330000）

1 工程概况

七一水库位于鄱阳湖水系信江河玉山水支流金沙溪中游棠梨山西侧，距玉山县城约16.0 km，是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电、养殖等综合效益的大(2)型水库。水库枢纽工程主要建筑物包括主坝、副坝、溢洪道、灌溉发电引水隧洞及电站等。七一水库总库容为22800 万m3，工程等级为Ⅴ等，按照《防洪标准》（GB50201-2014）及《中华人民共和国水利行业标准：水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）》，确定七一水库设计标准为20 年一遇，校核标准为200 年一遇。

信江流域七一水库运行多年以来部分工程老化，病险隐患频现，急需除险加固改造。本文根据水库基本资料，对水库动工兴建、加固扩建安全评价以及本次除险加固等阶段的设计暴雨洪水进行分析与探讨。

2 设计暴雨洪水计算

七一水库无实测水文资料，采用无资料区域暴雨洪水设计计算方法进行七一水库设计洪水计算。水库原暴雨洪水设计计算依照《万安县水文气象手册》（1958 年由万安县水文气象站编制）计算。水库加固扩建阶段重新进行了暴雨洪水设计计算，主要依照1976 年由江西省水文总站编制出版的《江西省水文手册》，本次除险加固阶段暴雨洪水设计计算主要依据2010 年江西省水文局编制出版的《江西省暴雨洪水计算方法查算手册》。

2.1 设计暴雨计算

七一水库位于水文分区中的Ⅲ4 区，控制流域面积124.4 km2，河长12.7 km，河道平均比降1∶114，弯曲系数0.75。以坝址以上集水面积为中心查阅不同时段暴雨等值线图以及CV等值线图[1]，七一水库设计暴雨复核计算结果见表1。

表1 七一水库设计暴雨复核计算结果

七一水库于1958 年7 月经上级部门批准动工兴建，1987年江西省计委批准七一水库加固扩建安全评价方案，扩建后防洪标准提高到20 年一遇，2010 年七一水库大坝再次进行除险加固工程项目施工。所以表1 中同时进行了七一水库原设计暴雨成果、加固扩建阶段设计暴雨成果以及本次除险加固阶段设计暴雨成果的计算与对比，原设计阶段成果较大，加固扩建评价阶段结果与本次比较接近。所以，本次除险加固阶段仍然采用水库加固扩建评价阶段设计暴雨成果[2]。

2.2 设计洪水计算

1）设计洪峰流量计算:

式中：Qp为设计洪峰流量，m3/s；φp为径流系数；F 为集水面积，m2；ip为汇流时间 τ 内设计面的暴雨强度，mm/min；PτP面为汇流时间τ 的设计面暴雨雨量，mm；nlp和n2p为短历时暴雨指数；L为河长，km；J 为河道坡度均值；x、y 为河道汇流指数。

2）设计洪量计算

式中：W三P为不同频率下三日洪量设计值，万 m3；W（三-24）P为不同频率下前锋洪量设计值，万m3；W24P为不同频率下主峰洪量设计值，万m3；P三P面为不同频率下三日雨量设计值，mm；P24P面为不同频率下 24 h 雨量设计值，mm；α三P为不同频率下三日洪量径流系数；α（三-24）P为不同频率下前锋洪量径流系数。

将数据代入式（1）～（4），不同频率下设计洪峰洪量、最大24 h 洪量和三日洪量计算结果见表2。

表2 七一水库设计洪水计算成果

上表有关七一水库原设计洪水成果、加固扩建安全评价阶段设计洪水成果以及本次除险加固阶段设计洪水成本计算结果表明，原设计成果较大，加固扩建安全评价阶段设计成果与本次相差不大。考虑到加固扩建评价阶段使用《江西省水文手册》（1976）计算，本次除险加固阶段使用《江西省暴雨洪水计算方法查算手册》（2010）计算，同时在水库加固扩建评价阶段选定采用本阶段已通过审查的设计洪水复核成果，所以，本次采用成果仍为加固扩建安全评价阶段设计洪水成果。

2.3 设计洪水分析及安全评价

七一水库本次除险加固阶段设计暴雨和设计洪水计算方法与加固扩建安全评价阶段相同，但是点面折减系数等取值略有不同，导致设计暴雨和设计洪水计算结果不同[3]。通过比较七一水库原设计阶段暴雨洪水成果和加固扩建安全评价阶段暴雨洪水成果可以看出，原设计成果偏大，而加固扩建安全评价阶段与本次除险加固阶段成果较为接近。所以，为保证水库除险加固工程的顺利安全进行，本次除险加固工程采用加固扩建安全评价阶段设计暴雨和洪水的计算成果。

2.4 设计洪水合理性分析

根据所采用的设计洪水计算成果，并采用无资料地区设计暴雨洪水计算方法所求得的不同频率设计洪水过程线，进而可以计算出不同频率洪水所对应的基流量，在不同频率洪水过程线的各个时段上加上相应频率洪水所对应基流量，便可得到工程所在流域设计洪水过程线[4]。

将信江上游玉山水上饶站和信江中游弋阳站由实测洪水资料所计算的设计洪峰值及三日设计洪量值分别与七一水库无资料地区设计暴雨洪水所计算的设计洪峰值、三日设计洪量进行地区分布的分析，具体情况见图1 和图2。

图1 七一水库与水上绕站和弋阳站设计洪峰Q与面积F 关系图

图2 七一水库与水上绕站和弋阳站设计三日洪量W与面积F 关系图

从图1 结果可知，相同频率下七一水库与水上绕站和弋阳站拥有较好的设计洪峰地区分布关系，具体呈面积比的2/3 次方；从图2 则可以得知，相同频率下，七一水库与水上绕站和弋阳站拥有较好的设计三日洪量地区分布关系，具体呈面积比的1 次方。上述关系基本符合信江流域洪水的地域分布规律，也表明本文对七一水库无资料地区设计暴雨洪水计算结果的合理性。

3 结论

通过对信江流域七一水库除险加固工程设计暴雨洪水的计算与分析可以得知该地区洪水的分布及变化规律，结果表明，采用无资料地区设计暴雨洪水计算方法对于七一水库除险加固工程设计洪水计算与分析的适用性和合理性，此外，根据本工程设计暴雨洪水的相关经验，除险加固的设计洪水计算所采用资料系列的可靠性与代表性必须有充分保证，并且依据水库所处流域洪水的特点，选择恰当的设计计算思路，保证设计过程和计算结果的合理性，为除险加固工程提供切实可行的设计依据。通过本文设计暴雨洪水的计算及分析为七一水库除险加固工程的实施以及工程加固后防洪、生态改善、为经济社会发展服务等功能的发挥提供了翔实的数据支撑，也为类似工程建设提供了借鉴与参考。