水文及水库特征水位

2 水文及水库特征水位

2.1 流域概况

罗汉洞水库位于彭州市西北部桂花镇境内。水库大坝修建在土溪河右岸一级支流一无名沟上。大坝控制无名沟的集雨面积4.9km2，控制无名沟长度6.01km（从分水岭量算至坝址），河道比降为19.0‰。罗汉洞水库于1956年1月动工兴建，于当年建成蓄水运行。水库设计总库容40.97万m3，有效库容24.85万m3，是一座以灌溉为主兼有防洪、水产养殖等综合利用要求的小(2) 型水库。

土溪河流域上从来没有设立过雨量站、气象站。只有邻近的湔江干流上设立了白果坪雨量站、大宝雨量站和关口水文站。根据三个站的实测资料分析，湔江流域多年平均降水量为988.7mm～1409.1mm，降水量随地面高程的上升而呈增加的趋势，年降水量主要集中在七、八、九三个月，三个月的降水量约占全年的60%左右。

土溪河流域靠近鹿头山暴雨区的腹心地带，夏季多暴雨，暴雨发生在每年的6～9月，邻近流域雨量站实测24小时暴雨量有达24.856.6mm的记录。

土溪河流域无实测气温、蒸发、湿度等资料，仅将关口水文站和彭州市气象站的实测资料作详细的统计分析，供有关专业参考。

彭州市气象站实测多年平均气温为15.6℃，实测年极端最高气温为36.9℃，实测年极端最低气温为–6.2℃。实测最大风速为15.5m/s，多年平均风速为12 m/s，实测多年平均年相对湿度为83%。多年平均蒸发量为913.7mm。关口水文站实测多年平均年蒸发量为675.9mm。

罗汉洞水库的径流主要源于降水。每年的1～2月由流域内的深层地下水补充河川径流：3～5月由降水和地下水共同补给河川径流；6～10月的罗汉洞水库中的径流量较大，主要由降水补给径流；11～12月，罗汉洞水库中径流量逐渐减少，由降水和浅层地下水共同补给径流。据湔江、关口水文站多年实测径流资料分析，径流量与降水量同步，年径流量主要集中在6～9月，四个月的径流量占年径流量总量的65%，关口站（集雨面积625km2）实测瞬时最大流量为4490m3/s，

最小流量2m3/s。

罗汉洞水库雨洪关系密切，由暴雨产生洪水，土溪河流域靠近鹿头山暴雨区的腹心地带，每年的六～九月都要发生大暴雨。由于土溪河流域暴雨强度较大，河流比降大。因此，罗汉洞水库汛期河水浑浊，推移质和悬移质较多。

土溪河是典型的山溪型河流，洪水陡涨陡落，过程线尖瘦。洪水特性是峰高量小，常年洪、枯水位变幅为0.5～1m，一次洪水过程一般历时约为1天。

距罗汉洞水库较远的湔江干流上设立了白果坪、大宝雨量站，在湔江的出山口设立了关口水文站。

在邻近流域石亭江的出山口设立了高景关水文站；在绵远河出山口设立了汉王场水文站；在白沙河（属岷江水系）河口附近设立了杨柳坪水文站；在湔江干流下游的沱江干流上设立了三皇庙水文站。

现将罗汉洞水库邻近的各个测站的测验项目及实测资料年限统计在表2–1中，供罗汉洞水库水文分析计算选用。

罗汉洞水库邻近流域水文站、雨量站统计表

表2-1

从表2-1中可见，除关口水文站外，其余的水文站、雨量站都距罗汉洞水库很远，其水文观测资料对罗汉洞水库而言无代表性，不能移用至罗汉洞水库。

关口水文站虽然距罗汉洞水库很近，但关口水文站是大河测站（控制流域面积625km2），其实测的洪水、径流资料不能移用至罗汉洞水库。由于关口雨量站的高程比土溪沟流域低200m左右，故关口雨量站的实测资料对罗汉洞水库来说，也缺乏代表性。

流域水系见附图2-1。

2.2 基本资料的收集、复核

在本次震损水库除险加固工程设计中对罗汉洞水库进行了复核，其复核内容如下：

彭州市罗汉洞水库枢纽工程基本资料表

表2-2

经过复核其库容、河流特征、工程特性与安全鉴定一致，与“三查三定”资料一致。

2.3 洪水

2.3.1 工程等级及洪水标准

罗汉洞水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、水产养殖等综合效益的水库枢纽工程。水库总库容40.97万m3，最大坝高15m，坝型为均质土坝。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252–2000）的规定，罗汉洞水库属五等小（二）型水库工程，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。

主要建筑物：均质土坝、放水设施、溢洪道。次要建筑物：对外交通公路等。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252–2000）的划分，罗汉洞水库设计洪水标准为20年一遇，校核标准为200年一遇洪水。

2.3.2 设计洪水复核计算

2.3.2.1 设计暴雨

罗汉洞水库外的水文站、雨量站的实测暴雨资料不能反映出罗汉洞水库的实际情况，不能移用至罗汉洞水库。

罗汉洞水库内无实测水文资料，故按无资料地区的洪水计算方法，计算罗汉洞水库的设计洪水。

罗汉洞水库的设计暴雨采用《四川省中、小流域暴雨洪水计算手册》中刊布的相关图表计算，根据其地理位置计算罗汉洞水库的设计暴雨量。

在四川省最大1/6小时、年最大1小时、年最大6小时、年最大24小时暴雨量均值的等值线图上查得，罗汉洞水库所在小流域的H1/6、H1、H6、H24分别为16mm、50mm、90mm、120mm。

在四川省年最大1/6小时、最大1小时、年最大6小时、年最大24小时暴雨变差系数C V等值线图上查得罗汉洞水库C V1/6、C V1、C V6、C V24分别为0.35、0.35、0.47、0.57。

罗汉洞水库指定频率的设计暴雨量见表2–3。

罗汉洞水库设计暴雨成果表

表2–3 单位：mm

2.3.2.2 设计洪峰流量的推求及合理性检查

根据《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44–93)的有关规定，当流域面积小于1000km 2，无实测洪水资料的地区，可以采用暴雨资料推求设计洪水。因此，彭州市罗汉洞水库的入库洪水拟用中国水利科学院推荐的推理公式，采用暴雨资料计算罗汉洞水库的入库洪峰流量。

1、推理公式的基本关系式

水科院推荐的推理公式，适用于全面产流条件下的全面汇流和部分汇流两种情况，公式的形式为：

Q

当全面汇流条件下τ≤t C 时

当部份汇流条件下，τ＞t C 时

τ=τo ψ–1/(4–n)

式中：Q ：最大流量(m 3/s)； ψ：洪峰径流系数；

i ：最大平均暴雨强度(mm/h)；

S ：暴雨雨力，即最大一小时暴雨量(mm/h)； n ：暴雨公式指数；

F

S

iF n τψ=278.0n

S τμ

-=ψ1n C t n -⎪⎭

⎫ ⎝⎛=ψ1τn

C S n t /1)1(⎥

⎦⎤⎢⎣

⎡-μ())

4/(1)

4/(43/1)

4/(3n 278.0n n n o

SF L mj ---⎪

⎪⎭

⎫ ⎝⎛τ