應(yīng)用貴州省雨洪公式計(jì)算施工期設(shè)計(jì)洪水需注意的問(wèn)題

論設(shè)計(jì)洪水及其計(jì)算途徑——論設(shè)計(jì)洪水及其計(jì)算途徑

任家窩堡水庫(kù)所在流域無(wú)水文觀測(cè)資料,本文根據(jù)遼寧省無(wú)資料地區(qū)等值線(xiàn)圖對(duì)任家窩堡水庫(kù)的設(shè)計(jì)年徑流、設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)面雨量、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)及施工期設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行推求,為設(shè)計(jì)部門(mén)提供了準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù).

本文介紹和分析了清江流域水文氣象基本資料和歷史暴雨洪水調(diào)查情況,設(shè)計(jì)所依據(jù)的長(zhǎng)陽(yáng)、搬魚(yú)咀站等實(shí)測(cè)資料可靠;多次調(diào)查論證的歷史洪水成果確切;加上長(zhǎng)江著名的“357”暴雨調(diào)查數(shù)據(jù),說(shuō)明設(shè)計(jì)洪水具有較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在分析研究流域內(nèi)成洪暴雨的天氣系統(tǒng)類(lèi)型及其移動(dòng)規(guī)律和雨洪產(chǎn)匯流特性的基礎(chǔ)上,多次采用不同洪水系列進(jìn)行頻率計(jì)算和典型過(guò)程線(xiàn)洪水峰、量同頻率放大,成果較為穩(wěn)定。同時(shí),因地制宜,用多種方法分析計(jì)算了工程以上流域可能最大暴雨(pmp)和可能最大洪水(pmf),成果較為合理。經(jīng)上級(jí)組織專(zhuān)家審定,認(rèn)為隔河巖工程水文實(shí)測(cè)系列長(zhǎng),精度高;歷史暴雨洪水資料豐富可靠,系列代表性較好,計(jì)算成果穩(wěn)定,可作為工程設(shè)計(jì)依據(jù)。

防洪調(diào)節(jié)計(jì)算設(shè)計(jì)中包括了由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)和由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)。經(jīng)過(guò)分析比較,選擇兩者之中洪峰流量較大者作為設(shè)計(jì)洪水,再運(yùn)用試算法進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算,即可計(jì)算出合理的設(shè)計(jì)洪水位、防洪庫(kù)容、校核洪水位和調(diào)洪庫(kù)容等。

設(shè)計(jì)洪水，都是以年最大洪水選樣分析的，而不考慮它們?cè)谀陜?nèi)發(fā)生的具體時(shí)間或日期。如果洪水的大小和過(guò)程線(xiàn)形狀在年內(nèi)不同期有明顯差異，那么從水利工程防洪運(yùn)用的角度看，需要推求年內(nèi)不同時(shí)期的設(shè)計(jì)洪水，此外，在水利工程施工階段，常需要推求施工期間的設(shè)計(jì)洪水，作為圍堰、導(dǎo)流、泄洪等臨時(shí)性工程的設(shè)計(jì)，以及制訂施工進(jìn)度計(jì)劃的依據(jù)。

山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)工作又是一項(xiàng)全新的工作,涉及無(wú)資料、流域小、且上游中小型水庫(kù)眾多等問(wèn)題的暴雨洪水的計(jì)算,目前還沒(méi)有成熟的計(jì)算方法,需要結(jié)合各地的實(shí)際情況選擇適宜的方法,研究并解決遇到的各種問(wèn)題。本人緊密結(jié)合工作實(shí)踐,對(duì)山洪災(zāi)害分析評(píng)價(jià)中暴雨洪水計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行探討,提出了處理方法。

設(shè)計(jì)洪水是為防洪等工程設(shè)計(jì)而擬定的、符合指定防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的、當(dāng)?shù)乜赡艹霈F(xiàn)的洪水,即防洪規(guī)劃和防洪工程預(yù)計(jì)設(shè)防的最大洪水。設(shè)計(jì)洪水的內(nèi)容包括設(shè)計(jì)洪峰、不同時(shí)段的設(shè)計(jì)洪量、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)、設(shè)計(jì)洪水的地區(qū)組成和分期設(shè)

由于自然條件突變,水利樞紐工程在施工建設(shè)期間會(huì)遭遇到超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水,根據(jù)實(shí)際情況,進(jìn)行分析比對(duì),采取最為有利的防洪度汛方案,能夠最大程度減少各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)損失,并能夠安全度汛。

設(shè)計(jì)洪水是為防洪等工程設(shè)計(jì)而擬定的、符合指定防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的、當(dāng)?shù)乜赡艹霈F(xiàn)的洪水，即防洪規(guī)劃和防洪工程預(yù)計(jì)設(shè)防的最大洪水。設(shè)計(jì)洪水的內(nèi)容包括設(shè)計(jì)洪峰、不同時(shí)段的設(shè)計(jì)洪量、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)、設(shè)計(jì)洪水的地區(qū)組成和分期設(shè)計(jì)洪水等。可根據(jù)工程特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求計(jì)算其全部或部分內(nèi)容。

以庫(kù)車(chē)河流域水毀點(diǎn)的設(shè)計(jì)流量分析計(jì)算為例,介紹國(guó)內(nèi)常用的幾種方法,分析適合天山公路沿線(xiàn)小流域設(shè)計(jì)流量計(jì)算的方法。

水資源的開(kāi)發(fā)利用需要在河道上建設(shè)諸多水利工程,下游河道設(shè)計(jì)洪水受水利工程調(diào)蓄作用的影響會(huì)發(fā)生改變。文中在對(duì)灤河水利樞紐工程和洪水特性分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)洪水組成特性的分析比較確定了水庫(kù)群下游設(shè)計(jì)洪水的推求方法。采用潘家口~灤縣區(qū)間與灤縣站發(fā)生同頻率設(shè)計(jì)洪水、潘家口發(fā)生相應(yīng)洪水的組合方式推求處理灤河下游灤縣站的設(shè)計(jì)洪水。

洪水計(jì)算成果對(duì)工程設(shè)計(jì)很重要，當(dāng)一個(gè)區(qū)域內(nèi)存在明流區(qū)和閉流區(qū)時(shí)，如何對(duì)洪水進(jìn)行準(zhǔn)備分析計(jì)算，本文結(jié)合我省全流域面積泫和疊加法兩種方式進(jìn)行比較。

巖溶地區(qū)特別是伏流暗河區(qū)集水面積比重較大的流域,直接按全流域計(jì)算設(shè)計(jì)洪水,將使得設(shè)計(jì)成果偏大。針對(duì)這一情況,本文提出了巖溶地區(qū)設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法的處理和修正,并以鄂西南灣潭河流域?yàn)槔?將明流區(qū)、伏流暗河區(qū)分開(kāi)計(jì)算設(shè)計(jì)洪水,然后疊加成為巖溶地區(qū)洪水設(shè)計(jì)。研究結(jié)果表明,經(jīng)巖溶洞室滯洪調(diào)蓄后,伏流暗河區(qū)的出流量與天然情況有所不同,在達(dá)到一定量級(jí)后其增率和變幅逐漸減小,當(dāng)這部分流量所占比重較大時(shí),與明流區(qū)洪水一樣采用上端無(wú)限的線(xiàn)型是不甚相符的,本文提出的明流區(qū)、伏流暗河區(qū)分開(kāi)計(jì)算設(shè)計(jì)洪水的方法可有效避免這一問(wèn)題,為巖溶地區(qū)洪水設(shè)計(jì)的計(jì)算提供了一種有效途徑。

目前國(guó)內(nèi)外研究建成水庫(kù)潰壩洪水模擬及影響分析的較多,對(duì)水庫(kù)施工期潰壩洪水研究較少。文章以模擬欽寸水庫(kù)施工期潰壩洪水為例,研究水庫(kù)施工期潰壩概率,可能發(fā)生的水庫(kù)潰壩形式,潰壩洪水計(jì)算方法、淹沒(méi)范圍及影響分析等。為其它處于施工期的水庫(kù)潰壩洪水模擬分析提供參考。

由于新疆地廣人稀,歷史洪水調(diào)查時(shí)關(guān)于洪水發(fā)生的年份通常難以確定,而確定其量值則要容易些,蓋孜河的歷史洪水調(diào)查就屬于這種情況。文章立足蓋孜水電站,分析了洪水成因,探討了洪水計(jì)算方法,給出了計(jì)算結(jié)果。

現(xiàn)行分期設(shè)計(jì)洪水模式估算的分期設(shè)計(jì)洪水值均小于或等于年最大設(shè)計(jì)值,達(dá)不到規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)。采用gumbel-hougaardcopula函數(shù)描述兩個(gè)分期的分期最大洪水之間的相關(guān)性結(jié)構(gòu),并構(gòu)造邊緣分布為p-ⅲ分布的分期最大洪水聯(lián)合分布,建立分期最大洪水與年最大洪水的關(guān)系式,討論分期設(shè)計(jì)洪水頻率與防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系,探討能夠滿(mǎn)足防洪標(biāo)準(zhǔn)的新的分期設(shè)計(jì)洪水模式。應(yīng)用示例表明,新模式主汛期設(shè)計(jì)值相對(duì)年最大設(shè)計(jì)值小幅度增加,而非主汛期設(shè)計(jì)值則小于年最大設(shè)計(jì)值,既滿(mǎn)足不降低防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求又能夠起到優(yōu)化設(shè)計(jì)洪水的作用,為分期設(shè)計(jì)洪水研究提供了一條新的思路。

本文討論了福建省水利工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的若干問(wèn)題.包括:(1)關(guān)于設(shè)計(jì)暴雨c_5與c_(?)的倍比;(2)關(guān)于設(shè)計(jì)洪水統(tǒng)計(jì)參數(shù)的估計(jì)問(wèn)題;(3)關(guān)于設(shè)計(jì)洪峰模數(shù)的特性和規(guī)律;(4)關(guān)于“面積比”方法推求設(shè)計(jì)洪水.作者就這些問(wèn)題提出自己的觀點(diǎn)和研究結(jié)果.

基于abbott六點(diǎn)中心隱式差分格式的河道一維非恒定水流模型和平底寬頂堰堰流公式計(jì)算堤防潰口流量過(guò)程,構(gòu)建了根據(jù)非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限體積法離散的二維水動(dòng)力模型,并模擬了堤圍內(nèi)洪水過(guò)程,計(jì)算了變電站站址處潰堤設(shè)計(jì)水位,采用水量平衡法驗(yàn)證了二維水動(dòng)力模型的計(jì)算結(jié)果。實(shí)例結(jié)果表明,水動(dòng)力模型可為堤圍內(nèi)變電站的設(shè)計(jì)提供可靠的技術(shù)支持,供借鑒。

區(qū)域設(shè)計(jì)洪水是評(píng)價(jià)防洪工程體系整體效果的主要依據(jù),文中首先探討了地區(qū)組成法、洪泛區(qū)組合法等經(jīng)驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn),并結(jié)合長(zhǎng)江中游螺山以上的實(shí)際情況,分析計(jì)算了該區(qū)域不同標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)洪水。其結(jié)果顯示,典型年法、洪泛區(qū)組合法、同頻率組成法具有不同的數(shù)學(xué)、物理背景,幾種方法分別是從偏于冒險(xiǎn)、偏于安全等角度選取洪水組合方案的不同提法;按照不同方法分別放大1954年、1995年、1996年、1998年型洪水,基本能夠涵蓋長(zhǎng)江中游各種遭遇類(lèi)型的洪水組合。

福建沿海小流域大多缺乏流量資料,設(shè)計(jì)洪水計(jì)算通常采用推理公式法、水文比擬法和地區(qū)綜合法等三種方法。該文試圖通過(guò)對(duì)沿海地區(qū)某水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算,對(duì)不同計(jì)算方法的合理性進(jìn)行初步探討,使設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算成果更合理、更安全可靠。

利用實(shí)例對(duì)各常用設(shè)計(jì)洪水流量計(jì)算方法進(jìn)行比較分析,指出各方法的特點(diǎn)。

對(duì)小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程無(wú)實(shí)測(cè)資料的小流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算問(wèn)題進(jìn)行探討,運(yùn)用推理公式法計(jì)算了牛尾合潭流域涉及洪峰流量,并通過(guò)建立洪峰流量與流域特征值的復(fù)相關(guān)關(guān)系,對(duì)推理公式計(jì)算成果進(jìn)行了復(fù)核。復(fù)相關(guān)關(guān)系法理論充分,成果可靠,可為小流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果合理性分析提供參考。