石山口水库75.0米水位对应库容的修订

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月(上)第10期   作者:张继勇
[导读] 石山口水库是罗山县唯一的一座大(2)型水库,自建成以来,在抗旱保丰收、抗洪保安全及当地国民经济发展等方面发挥了重要作用。

        张继勇
        罗山县石山口水库灌区管理局  河南 罗山  464235

        摘要:石山口水库是罗山县唯一的一座大(2)型水库,自建成以来,在抗旱保丰收、抗洪保安全及当地国民经济发展等方面发挥了重要作用。本文对水库库容进行了计算,并利用水库施工弃水对库容曲线进行了验证。提出《罗山县石山口水库水文复核报告》上75.0米水位对应库容存在谬误,需及时进行修订。
关键词:石山口水库;库容;修订
        一、工程概况
        石山口水库位于信阳市罗山县城南33km,淮河水系竹竿河支流小黄河的上游。水库控制流域面积306km2,是一座以防洪、灌溉为主,结合发电、养殖及城市供水等综合利用的大(2)型水库。水库下游有罗山县城、宁西铁路、沪陕高速、312国道、沪兰新光缆干线等,地理位置十分重要。
        该水库1959年元月动工兴建,1960年5月停工,1962年春复建,1969年5月建成投入运用。“75.8”大水后,对水库进行改善加固,于1982年12月完成。
        2006年4月,石山口水库除险加固工程正式开工建设,目前,工程主体以及库区防汛路、水库管理设施、水文设施建设等均已完工,此次水库除险加固工程洪水设计标准按100年一遇设计,相应水位80.91m,库容2.16亿m3,校核标准按5000年一遇,相应水位82.56m,相应库容2.81亿m3。
        水库主要建筑物有主坝、副坝、溢洪道、电站输水洞和南、北干渠首闸。
        二、更正的原因
        1986年3月,河南省水利勘测设计院编制完成了《石山口水库水文复核报告》,1987年5月,河南省水利厅以“豫水计字〔1987〕38号”《关于石山口水库水文复核报告的批复》同意报告中采用的库容曲线。2004年7月,石山口水库灌区管理局委托河南省水利勘测设计院编制完成子《河南省石山口水库除险加固工程初步设计报告》,2005年4月,水利部淮河水利委员会以“淮委规计〔2005〕147号”文进行了批复,库容曲线没有改变。
        我们知道,水库库容曲线一般的绘制方法是:在水库面积曲线的基础上,自下而上,按下列公式逐层计算相邻两水位之间的容积ΔV。
        
        
       
        
        用上述公式计算石山口水库的库容,结果如下。

        通过对比,发现75.0m高程时,两种公式计算的库水位很接近且都比采用值大200多万m3。实际对应库容应为0.58亿m3,《罗山县石山口水库水文复核报告》上的0.56亿m3疑似打印错误。假如75.0m高程对应库容为0.56亿m3,可推算出其对应的面积应为13km2左右,这比74.0m水位时对应的面积还要小近2km2,这显然不符合逻辑。
        因此,需对75.0米高程对应的库容予以更正修订。
        三、库容修订的依据
        2007年10月,水库除险加固工程溢洪道拆除重建工程施工,为保证施工安全,需降低库水位,水库从10月8日18时开始弃水,至10月15日14时30分,泄洪闸2#闸门显示开高1.40米(后经复核,实际开启高度1.30m),库水位从78.01降至75.34米,共弃水近6000万方,由于前期一直干旱无雨,加上泄水期降雨很小(无地面径流,库面降雨直接转化为流量),给我们校正库容曲线提供了帮助。
        泄洪闸出库流量为弧形闸门自由式孔流,采用如下计算公式:
        
        
        
        
        
        
        
        流量系数的确定由以下两种公式
(1)南京水科院公式:


        
        公式的选取:2007年7月13日开始,石山口水库遭遇近五十年一遇的洪水,石山口水库14日3时20分开始开闸泄洪,1#、3#闸门均开高1.2m(实际开启高度1.10m),14日6时水位79.29米,信阳市水文水资源勘测局采用便携式多普勒流速流量仪进行测流,出库流量为206m3/s。分别采用上述公式计算得211.4m3/s、207.5m3/s,尤以武汉水电学院公式最相符,下面按此公式计算泄洪闸时段平均出库流量,如下表。






        由表可知,75.0m高程对应的库容为0.58亿m3推得的泄流期水位过程线拟合程度更高一些,尤其是76.0m水位以下更接近实测值,泄流结束时库水位与实测水位值也基本一致。
        四、结语
        水库库容曲线是水库运行管理的重要基础资料,是关系水库库区内水文资料整编收集、水库运行调度、防洪安全决策开展的重要前提。石山口水库是大(2)型水库,75.0m高程附近水位变动频繁,必须予以高度重视。
        通过此次分析计算,清楚地说明了75.0m水位对应库容应为0.58亿m3,应对原库容曲线进行修订处理,以保证资料的准确性,更好地为工程管理服务。
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