张 静 （安徽省肥东县众兴电灌工程管理处，安徽 合肥 231636）

0 引言

在社会经济发展下，水库除险加固工程不断增加，该工程的水文分析与水库防洪标准、投资额度、改造规模息息相关，建设者应结合工程实际情况，综合分析当地水文气候特点，采用科学的洪水计算方法为工程建设提供参考。同时，还应积极响应国家政策，加强水库周围水生态环境的保护与修复，从而减少水土流失，取得理想的社会与经济效益。

1 水库水文特点分析

以马河水库为例，该水库位于滕州市东郭镇马河村，北沙河上游流域，总库容为1.38亿，流域面积为240km，具有灌溉、发电、养殖等多项功能，属于大规模水库。水库下游有12个乡镇，40.2万村民。根据实测资料可知，该水库降水量均值为739.5mm，来水量均值为4552万m，尤其是每年7～8月份降水频率较多，降雨量较大，每年供水调度工作在汛期6～9月份开展。在气象特征方面，当地位于温带大陆性季风气候区，年均气温在8.6℃左右，无霜期为184天，冻土深度最大值为153cm，降雨季节容易形成洪水。在洪水特性方面，当地暴雨集中在7～8月份，通常分为雷暴雨和锋面雨两种，锋面雨时间较长，覆盖面积较大；雷暴雨强度和覆盖面较大，但时间较短。该流域洪水主要由暴雨形成，暴雨特性对洪水特征具有决定作用。当地洪水最早发生在4月，峰量较小，年最大洪水出现在7～9月份之间，10月份受淋雨影响也容易发生洪水灾害。在下垫面条件干扰，该流域洪水汇流速度较快，涨落起伏较大，峰型略瘦。因流域范围中等，河槽调蓄能力较弱，一次暴雨会形成一个洪峰，在多雨季节出现涨落明显的连续洪峰。通常情况下，一次洪水过程不超过24小时。

2 水库设计洪水计算方法

因北沙河流域洪水观测资料不全面，本次研究根据以往经验，采用推理公式法对马河水库设计洪水进行计算。

2.1 设计暴雨量

根据水文手册与该流域特征对不同时段设计面雨量、降雨、净雨过程进行计算，再根据推理公式对汇流进行计算，由此得出洪峰流量。在暴雨量计算中，因该流域面积为240km，根据水文手册将暴雨历时设定为6h，根据不同历时点暴雨量均值等值线图与流域重心点可知，在20分钟、1小时、3小时和6小时为年最大点雨量均值，再将Cs与Cv比值取3.5，在皮尔逊曲线引导下计算多个频率点暴雨量，利用点面折算关系将点雨量转变为面雨量。对于不同历时来说，设计面雨量的计算方式应为点雨量与面系数乘积，点面系数计算公式如下：

式中，a与b均为参数；F代表的是流域面积，单位为km。在马河水库坝址上游区域，不同历时面雨量计算结果如下表所示。

不同历时设计面雨量计算结果

2.2 设计面降雨过程

式中，Q代表的是改正量；r代表的是形状改正系数。根据不同历时面雨量可知，将改正量从中剔除后，便可获得该流域范围内形状改正后的设计面降雨过程。

2.3 产流计算

因该水库位于干旱与半干旱相交之地，利用超渗产流计算方式可得出产流过程。对于丘陵沟壑的小范围流域不扣除潜流，产流过程与净雨过程相同；再根据大小顺序将净雨量叠加起来，计算出累计值。入渗率与土壤含水量息息相关，该项指标计算公式为：当土壤含水量不超过80mm时，入渗率为14.83×Smm/m；当土壤含水量超过 80mm时，入渗率为0.13mm/m。

2.4 汇流计算

根据当地暴雨径流查算表，采用以下公式对汇流参数进行计算。

式中，hR代表的是净雨量；当净雨量数值超过90mm时，θ的数值为7.39，将流域面积带入其中，坝址以上主沟道长为4.02km，比降为16.8‰。根据计算结果可知，当p的数值为0.5%时，m的数值为1.09，m代表的是汇流参数；当p的数值为5%时，m数值为1.44。在此基础上绘制Qm—τ关系曲线，假设Qm并将m、L与J代入下列公式中：

式中，m代表的是汇流参数；J代表的是历时；Qm代表的是流量。根据关系曲线可知，当P值为0.5%时，洪峰流量为每秒320m，汇流历时为0.59h；当p值为5%时，洪峰流量为每秒195mm，汇流历时为0.53h。

3 水库水文保护与生态修复措施

3.1 树立汛限水位动态控制理念

结合当地汛期特点，降水频繁期在7～8月之间，水库管理部门应树立汛限水位动态管控理念，结合水情、雨情信息与洪水预报成果，在符合水库防洪标准的基础上，将特定时间段内水位控制在合理范围内，使水库与周围区域防洪安全得到切实保障。在主汛期来临之前，结合水库历年基本情况与承载力，适当防水腾库，准备暴雨时期储存雨水；对于有闸控制的水库，可在每年8月中旬过后，由水库管理部门综合分析不同频率降水概率，把好超蓄水位的关卡，尤其是在发生2～3次大暴雨后，更要重视超蓄水问题，保障水分储备充足，转变以往旱涝的被动地位。

3.2 加大日常管护力度

一是创建常态化巡查机制。水库监察人员采用日夜联合巡查方式，针对船只、过往车辆进行巡查，对违法行为提早发现并制止；二是与当地水政监察部门、水库派出所建立联系，针对库区范围内非法采砂、造地等行为依法查处，维护库区管理制度与设施安全；三是针对不同类型污染源加强排查与治理，针对水库周围违法养殖场所，应与当地政府联手将其取缔，定期组织人员清理水库内部与岸边漂浮的垃圾；四是大力开展植树造林活动，在北部湾码头、东侧库岸等位置开展绿化造林活动，通过加大日常管护力度，使水库环境得到美化，水源得到涵养。在生态修复方面，马河水库制定湖长制，积极响应国家颁布的“清河行动”号召，通过设立湖长制公示牌等方式，使各级湖长职责得以明确，确立维护河湖生态环境的总目标，在滕州“清河行动”背景下，针对库区与周围实施拉网式排查，及时将行动开展结果上报上级部门，帮助村镇进行环境整改，使库区周围环境得到净化和改进。

3.3 促进水库资源利用

在水库调节与管理中，可将水文预报与气象预报结合起来，这也是当前洪水预报的主要发展态势。当前，洪水预报时效性较弱，对洪水资源利用与管理带来一定阻碍。对此，水库管理部门应通过延长气象预报的方式，使洪水预报时效性得以提升，充分利用气象部门的全部有价值信息，如降水预报、卫星云图等等，为库区防洪调度提供科学有力的依据，在确保大坝安全稳定的基础上，实现水库各项效益最大化的目标。为了提高生态与经济效益，当地还实施增殖放流政策，将鲢鱼、鳙鱼等鱼类投放到水库中，对水质环境进行净化，同时带动渔业经济良性发展。据调查，经过2年发展后马河水库水质已经满足Ⅱ类地表水水质标准，实现生态与经济效益最大化目标。

4 结论

综上所述，在经济飞速发展之下，水利工程数量不断增加，应对将洪水安全与效益应同等看待。对此，水库管理者应结合库区水文气候特点，通过推理公式法对设计暴雨量、设计面降雨过程、产流与汇流进行准确计算，并加强对水库生态环境保护与修复的重视程度，通过树立汛限水位动态控制理念、加大日常管护力度、促进水库资源利用等方式，使水库各类效益达到最大化目标。