华晶晶

（昭通市水利水电勘测设计研究院，云南 昭通 657000）

1 流域概况

尹武水库行政区划属昭通市巧家县老店镇尹武村，坝址位于牛栏江左支流老店河的源头河流尹武沟上，属金沙江水系。老店河全流域径流面积276 km2，流域南部高，北部低，最高点2 811 m，最低点1 050 m（与牛栏江汇口）。尹武沟落水洞以上径流面积69.80 km2，主河长11.20 km，形状系数0.556，河道比降20.80‰，尹武水库坝址定于河流上游陆家村，控制径流面积为4.30 km2。

2 洪水特征及历史洪水调查

2.1 暴雨洪水特性

尹武水库位于昭通市南部，虽距“滇东北大暴雨区”较远，但水库流域的平均海拔为2 550 m，暴雨的量级较大，多年平均24 h 暴雨量为61.80 mm。由于流域面积不大，洪水过程一般24 h，主雨段集中6 h。根据小海子站的暴雨、洪水资料分析，流域每年从5月进入雨季，其中6-9月为暴雨洪水频发季节，属于主汛期。10 月以后随着降水量减少，流域开始进入枯水季节。

2.2 调查洪水

尹武水库所在尹武沟流域面积69.80 km2，流域无历史洪水调查资料。2020年11月19日，对水库坝址河段进行了水文调查，采用流速仪法测得坝址河段流量为0.057 m3/s。

经现场踏勘，水库坝址断面现状水深0.20 m，常遇洪痕高于水面约0.95 m。根据坝址河段实测纵横断面，采用水力学公式推求实测横断面的水位流量关系。

式中：Q、R、S、A、n 分别为流量、水力半径、比降、面积、糙率。

经计算，尹武水库坝址常年洪水位为2 322.80 m，常遇洪水洪峰流量为13.50 m3/s。

3 设计洪水分析

3.1 设计暴雨分析计算

考虑到《云南省暴雨统计参数图集》成果资料年限截止1998年，至今资料已收集20余年，有必要对暴雨等值线查图值进行检验。根据项目区周边站点资料情况，此次设计采用小海子站短历时暴雨长短系列资料进行省等值图资料的检验。

小海子站最大1 d暴雨资料为1961-2010年，最大1 h、6 h、24 h 暴雨资料为1965-2012 年，其中1983、1988、1990 年缺测。根据小海子站最大1 h、6 h、24 h暴雨与最大1 d暴雨的相关关系（见图1）可插补延长小海子站最大1 h、6 h、24 h暴雨资料系列至1961-2012年。

图1 小海子站短历时暴雨相关图

根据小海子站1961-2012年暴雨资料，用P-Ⅲ型频率分布适线，其统计参数为H1=27.80 mm、Cv1=0.30、Cs=3.5Cv；H6=47.70 mm、Cv6=0.34、Cs=3.5Cv；H24=66.00 mm、Cv24=0.27、Cs=3.5Cv。

根据小海子站1961-1998年暴雨资料系列，其统计参数为H1=28.70 mm、Cv1=0.30、Cs=3.5Cv；H6=48.50 mm、Cv6=0.34、Cs=3.5Cv；H24=66.50 mm、Cv24=0.28、Cs=3.5Cv。

通过对小海子站短历时暴雨资料进行长（1961-2012年）、短（1961-1998年）系列比较可知，短系列暴雨均值略大于长系列暴雨均值，相应的暴雨Cv（除最大24h 暴雨Cv外）则相等，设计暴雨也以短系列偏大于长系列，但差别不大。

根据《图集》查得的尹武水库最大1 h、6 h、24 h 暴雨分别为：H1=30.90 mm，Cv1=0.43；H6=44.80 mm，Cv6=0.40；H24=61.80 mm，Cv24=0.36，由此推求设计暴雨成果。

3.2 暴雨洪水法

据水库流域特征值和主雨段平均雨强推求流域汇流参数m1、n、k，由n、k推求成果见表1。

表1 暴雨洪水法设计洪水成果表

3.3 地区综合法

根据《昭通地区水文特性研究》推荐公式计算洪水：

式中：Q0m—多年平均洪峰流量，m3/s；P24，0—面暴雨均值；P24—点24时暴雨均值；η—点面折减系数；C—洪峰流量综合系数，取5；A—面积，km2；n—指数。

坝址多年平均洪峰流量为9.16 m3/s。由经验公式按尖瘦型W24，0=0.775×Qm1.16计算水库坝址多年平均最大24 h 洪量10.10万m3。地区综合法水库设计洪水成果见表2。

表2 地区综合法设计洪水成果表

3.4 水文比拟法

3.4.1 小海子站洪水资料审查

小海子水文站于1960年建站，该站资料系列至2012年，精度满足要求，水文资料是可靠的、资料系列是一致的。现对其洪水资料进行系列代表性分析。

从1963-2012 年连续50 a 的年最大洪峰流量均值模比系数过程线和差积曲线可知，实测洪水资料中包括了大、中、小各种量级的洪水，其中1963-1964、1966-1968、1969-1970、1973-1974、1977、1984-1985、1991年的洪峰流量明显高于多年平均洪峰流量，属于大水年份；而1975、1978、1980、1982、1986、1990、1996-1997、1999-2000、2002-2011年洪峰流量明显低于多年平均洪峰流量，处于枯水段。

从洪峰流量逆时序累积均值和Cv值过程线可知：随着资料年限的增加，不同时期的洪峰流量均值和Cv值的变幅在不断减少，均值、Cv值逐渐趋于稳定。由此可见，实测洪峰流量资料具有代表性。加入调查洪水后，资料系列代表性进一步增加。

3.4.2 参证站洪水

在昭通地区水利局1981 年组织的全区历史洪水调查中，在小海子河段调查到1924年与1933年两次大洪水，洪峰流量分别为298、184 m3/s，在金沙江沿岸区，1924年发生了近100年一遇的历史大洪水，而在昭通市中部的横江流域，其100 年一遇洪水发生于1931年。

按经验频率公式：

式中：a—历史洪水个数，2 个；N、M 历史洪水排位期、序号；m、n 实测洪水序号、个数；L 实测系列中提出的大洪水，为0。

小海子站最大洪峰统计参数为：Qm，0=75.10 m3/s，Cvq=0.70，Csq=4Cvq。

历史洪水调查中未调查到洪水过程，无洪量，经小海子站实测洪峰流量与相应洪量建立相关关系，相关关系为W24=1.682×Qm，从而推求得小海子站1924 年、1933 年调查洪水24小时洪量分别为501、309 万m3。按洪峰流量的频率计算方法和适线，小海子站最大24 小时洪量统计参数为：W24h，0=132.50万m3，Cvw=0.60，Csw=3.5Cvw。

3.4.3 水库设计洪水计算

将参证站洪峰流量按24 时暴雨（P24）、面积（A）、比降（J）、流域形状系数（B）的比指数1.15、2/3、1/4、1/3 次修正为水库的洪峰流量。经计算，水库多年平均洪峰流量为12.30 m3/s。

将参证站最大24时洪量按面积（A）、24时暴雨（P24）的比指数0.95、1次修正为水库的最大24 h洪量，成果为10.30万m3。

参照昭通地区标准面积洪峰Cv等值线图，结合小海子站及周边水库、站点洪峰Cv，尹武水库洪峰Cvq采用0.75，Cvw采用0.70，按Csq=4Cvq、Csw=3.5Cvw计算水库设计洪水成果见表3。

表3 水文比拟法设计洪水成果表

3.5 合理性检查及洪水成果的采用

3.5.1 成果比较及采用

由上述三种方法计算得到三种洪水成果见图2，①地区综合法是依据昭通市调查、实测水文资料研究的地区性方法，但由于该区的水文站点较少，调查洪水资料少，加之其成果受Cv值影响很大，而Cv 按面积公式计算后调整采用，具有不确定性，故其成果可作比较。②水文比拟法是移用邻近流域小海子站的水文资料和历史洪水调查资料，设计流域与参证站面积存在一定差异性，虽经面积、24 h暴雨、比降和形状系数等修正，但其成果偏小，仅作比较。③“暴雨洪水法”物理成因清楚，产、汇流计算方法成熟，暴雨分析采用较不利于工程的省等值线暴雨，并经过小海子站实测暴雨资料的检验。从工程安全考虑，推荐洪峰较大、洪量最大的暴雨洪水法成果。

图2 尹武水库坝址设计洪水过程线图

尹武水库坝址30年一遇设计洪水洪峰流量为41.60 m3/s，最大24 h 洪量为38.90 万m3；300 年一遇校核洪水洪峰流量为61.20 m3/s，最大24 h洪量为54.80万m3。

3.5.2 采用成果与面上综合成果对照

用暴雨推求的设计洪水过程起涨快，符合流域洪水及水文特性。现采用尹武水库坝址30年一遇洪峰模系数与邻近流域水库及昭通市小流域代表水文站点设计洪峰模系数比较，见表4。

表4 洪峰模数比较表

从表中可见，尹武水库设计洪峰模系数小于北部新华站，与附近长海、骡马河、小空山、铜厂水库等接近，大于南部小海子站，符合昭通地区的分布规律，在面上是平衡协调的，故此次设计推荐的暴雨法洪水成果是合理的。

4 结论

结合尹武水库流域实际，收集了流域多年水文数据。利用地区综合法、水文比拟法、暴雨洪水法等多种方法计算水库设计洪水参数。从安全方面考虑，尹武水库采用暴雨洪水法计算成果作为设计洪水参数。通过合理性分析，采用成果复核昭通地区分布规律，设计洪水成果较为合理。