科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计
1塘坝典型设计
1.1基本情况
本次塘坝典型设计采用科左后旗莲花吐塘坝作为典型设计。设计中P设=20%，P校=10%。
1.1.1工程位置
莲花吐塘坝位于科左后旗甘旗卡镇莲花吐村东南2公里处，属于柳河流域小青沟支流，沟内长年流水。
1.1.2社会经济情况
莲花吐村总人口585人，147户，劳动力283人，大小畜1200头（只），人口自然增长率12.5‰，人均纯收入970元。现有耕地5880亩，主要农作物为玉米、水稻。
1.1.3工程自然地理条件
该沟道发育由北向南倾斜，进入辽宁省境内，沟深50—70米、沟宽80—120米。沟道比降1/200，多年平均侵蚀模数为3850t/km2·年。工程所在地属于半干旱大陆性季风气候区，多年平均降雨量为431.35mm，平均气温为5.8℃。
1.2水文
1.2.1流域自然概况
莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，流域面积为7.55km2，河道长度15.0km，河道平均坡降
1/200。
1.2.2气象
莲花吐塘坝的气象资料，采用邻近甘旗卡气象站的实测资料。
1.2.3降雨
莲花吐塘坝属于柳河流域，具有半干旱大陆性季风型气候特征。根据甘旗卡站观测资料，多年平均降雨量为431.35mm，降水年内分配极不均匀，年际变化大，春季4—5月份平均降水量在20—70mm之间，占全年降水量的5—16%，夏季降水集中，7—8月份平均降水150—250mm，占全年降水的40—60%，入秋以后降水减少，9月份降水30—80mm，占全年的7—18%，冬季降水极少。
1.2.4蒸发
本区多年平均蒸发量为1950mm（20cm蒸发皿）。1.2.5风
本区是大风出现较多的地区，多年平均风速4.0m/s，多年平均最大风速为17m/s。
1.2.6气温
本区干旱少雨，天气多晴朗，日照时间较长，夏季炎热，冬季寒冷，该区多年平均气温5.8℃，年极端最高气温36.2℃，最低气温-32.2℃，一月平均气温-14.0℃，七月份平均气温23.2℃。
1.2.7冰冻
本区多年平均最大冻土深1.2m左右，最大冻土深达1.5m。水库水面冰冻厚度一般在0.7—0.8m。
1.3水文基本资料
1.3.1水文测站情况
莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有年径流观测资料。
1.3.2关于参证站的选择
莲花吐塘坝位于小青沟中游，其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有观测资料，上述三个有观测资料的站点，大青沟位于柳河流域与莲花吐塘坝最近，因此本次莲花吐塘坝年径流量参证站采用大青沟水文站。大青沟水文站与莲花吐塘坝流域特征见表1-1。
表1-1 大青沟水文站与莲花吐塘坝流域基本情况对比表
1.4径流
1.4.1计算方法
本次莲花吐塘坝年径流计算采用直接移值大青沟水文站的径流成果，按径流深换算到莲花吐塘坝，C v、C s均与大青沟水文站相同。
1.4.2径流
莲花吐塘坝以上流域面积为7.55 km2。按照大青沟水文站多年平均径流深为53.7mm，将其值直接移到莲花吐塘坝，则该塘坝多年平均径流量为40.52 万m3，C v与C s 值均采用大青沟水文站的特征值，C v=0.52，C s=2.5 C v，其成果见表1-2。
表1-2 年径流频率计算成果表
根据灌溉要求，按设计年径流P＝75%的情况来选择，考虑月分配因素选择作为P＝75%设计年的典型年，按其年内分配所占百分数，计算该水库P＝75%时各月入库水量。见表1-3。
表1-3 莲花吐塘坝入库水量表单位：万m3
1.4.3成果合理性分析
（1）C v值按照后旗坨甸相向地貌的特征，三刀、东五家子水库以及大青沟水文站，其C v均在0.7—0.3之间，因此本次采用的C v=0.52是符合地区特点的。
（2）C s值，三刀、东五家子水库以及大青沟水文站以及邻近地区均在C s=2.0 C v、C s=2.5 C v之间，所以本次采用C s=2.5 C v是合理的。
以上分析，认为莲花吐塘坝年径流成果是合理的。
1.5设计洪水
莲花吐塘坝无实测洪水资料，故本次设计采用吉林省水文图集中的地区经验公式法推求设计洪水。
1.5.1地区经验公式法
根据吉林省水文图集计算设计洪水，洪峰及洪量采用以下公式进行计算:
（1）洪峰流量
计算公式为：
（2）洪量 计算公式为：
式中： —洪峰流量均值（m 3/s ） —洪峰均值参数 ＝0.5
F —流域面积为7.55km 2
K p —模比系数，根据该水文图集，洪峰
C v ＝1.4
C s ＝2.5C v ，由此可得不同频率k p 值 Q P —各频率洪峰流量（m 3/s ）
—洪量均值（万m 3）
B —洪量均值参数，B ＝19.5
W p —各频率洪量（万m 3） m —面积指数，m ＝0.6。
计算成果见表1-4。
表1-4 设计洪水计算成果表（地区经验公式法）
p m P n
m
K Q Q F C Q ?=?=W K W F B W p p m
=?=1.0m Q
C W
1.6塘坝水位、库容关系计算
根据塘坝库区内实测资料，计算塘坝水位、库容、面积关系，计算成果见表1-5，塘坝水位、面积，水位、库容关系曲线见图2—1、2—2。
表1-5 水位—库容曲线表
1.7工程等级和设计标准
1.7.1工程等级和设计标准
该工程为小塘坝，正常运行和非常运行洪水重现期分别为10年一遇设计和20年一遇校核。
1.7.2死库容及死水位的确定
本次确定塘坝死水位主要考虑以下两个因素：一是要满足除险加固30年后泥沙淤积要求；二是要满足塘坝养鱼要求及冰冻要求。
由于塘坝上游植被较好，泥沙淤积总量不大，认为泥沙全部淤积在死库容里。同时考虑冰厚以及养鱼过冬需水的水深为1.5m左右，故确定死水位为111.5m，相应死库容为0.225万m3，满足淤积与养鱼、冰冻要求。
1.8兴利调节
1.8.1灌溉用水
莲花吐塘坝灌溉设计面积为0.06万亩，主要种植作物为玉米。灌溉制度依据通辽市水科所汇编的《西辽河平原区主要农作物灌溉模式》研究成果，灌溉制度及用水量见表1-6。
1.8.2兴利调节计算
根据塘坝的库容曲线、来水过程和用水过程及蒸发、渗漏损失进行兴利调节计算，调节原则为以洪定需，调节方式为年调节。设计灌溉保证率采用P=75%。计算成果见表1-7。
表1-7 莲花吐塘坝P=75%（计入损失）兴利调节计算表
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1.9洪水调节
本次设计确定塘坝设计洪水标准为10—20年一遇，校核洪水标准为30年一遇，20年一遇洪水洪峰流量为4.27 m3/s，10年一遇洪水洪峰流量为2.44m3/s。设计洪水过程线见表1-8
表1-8 设计入库洪水过程线计算表
1.9.1汛限水位的确定
本次设计采用原汛限水位115.11m，主要是因为灌溉要求与兴利水位取一致。
1.9.2洪水调节计算
根据水位—泄量关系曲线，采用单辅助曲线法进行调洪演算。水位—泄量关系曲线见图3-1，辅助曲线见表1-9。调洪成果见表1-10、5-11.
表1-9 莲花吐塘坝单辅助曲线计算表
表1-10 莲花吐塘坝（P=20%）调洪计算表