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水利工程水文與水資源工程現(xiàn)狀分析與思考論文
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,水利工程也得到了迅猛發(fā)展。在水利工程建設(shè)過程中,必須對水利工程水文與水資源工程引起足夠的重視。如果水文、水資源工程出現(xiàn)問題,就會(huì)導(dǎo)致水利工程建設(shè)不能順利進(jìn)行,在水文與水資源工程勘察過程中,應(yīng)采取相應(yīng)手段,對水利工程水文地質(zhì)等進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析,以保證水利工程質(zhì)量與使用壽命。
水利工程對于人民的生命財(cái)產(chǎn)安全、社會(huì)的健康發(fā)展影響較大,可靠的水文資料能夠保障水利工程的科學(xué)性設(shè)計(jì),促進(jìn)水利工程建設(shè)順利進(jìn)行,保證水利工程的安全性建設(shè)。所以在水利工程建設(shè)過程中一定要重視對水利工程水文現(xiàn)狀進(jìn)行分析與思考。
一、水利工程水文現(xiàn)狀
在水利工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃階段,水文計(jì)算來提供徑流數(shù)據(jù),依據(jù)徑流數(shù)據(jù)來確定水利工程的具體規(guī)模,以此保障水利工程的投入生產(chǎn)與安全運(yùn)行。但在實(shí)際設(shè)計(jì)規(guī)劃工作中,只是根據(jù)現(xiàn)階段的水文預(yù)報(bào)來推測以后很長時(shí)期內(nèi)的徑流過程將會(huì)十分復(fù)雜。因此,在進(jìn)行水文計(jì)算時(shí)通常選用一個(gè)時(shí)期的水文資料來計(jì)算、分析,從而預(yù)計(jì)未來可能會(huì)面臨的水文形勢,并在此基礎(chǔ)上擬定水利工程建設(shè)方案。主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行闡述:
。ㄒ唬┧こ趟念A(yù)報(bào)
水文預(yù)報(bào)包括了流域內(nèi)枯季徑流預(yù)報(bào)、洪水預(yù)報(bào)兩個(gè)方面。在枯季徑流預(yù)報(bào)工作中不僅對較短時(shí)期內(nèi)實(shí)施預(yù)報(bào)引起重視,還需要對預(yù)測中長時(shí)期徑流形勢足夠重視,從而為水庫運(yùn)行計(jì)劃制定提供參考。水文預(yù)報(bào)能夠?yàn)樗こ探ㄔO(shè)開發(fā)提供精確預(yù)報(bào)資料以及基礎(chǔ)信息,對相關(guān)利害關(guān)系進(jìn)行分析,從而確保水利工程開發(fā)利用得以安全進(jìn)行,并制定出科學(xué)、合理的調(diào)度方案,進(jìn)一步的提升水資源開發(fā)利用率。此外,因水文預(yù)報(bào)具有一定程度的準(zhǔn)確性,能夠直接影響到人們的生命安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及社會(huì)發(fā)展等。例如流域內(nèi)大范圍發(fā)生洪水,就可以根據(jù)水文預(yù)報(bào),準(zhǔn)確了解洪水走向、天氣情況等,提前準(zhǔn)備防汛工作,積極做好分洪、蓄洪工作,為救援贏得時(shí)間,同時(shí)為即將到來的洪水安排相應(yīng)的去處。這樣有利于保護(hù)好水利設(shè)施,并且能夠充分的發(fā)揮出水利工程的綜合效益。在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中選用水文預(yù)報(bào)需要注意明確水文預(yù)報(bào)目的、預(yù)報(bào)內(nèi)容(洪水位、洪水流量和洪水過程;主要預(yù)測枯季水位、流量和河網(wǎng)蓄水量的枯水預(yù)報(bào))、預(yù)見時(shí)期(短期預(yù)報(bào)、中期預(yù)報(bào)以及長期預(yù)報(bào))以及預(yù)報(bào)方法的選。ê樗菟、降雨徑流相關(guān)圖等),不同的水利工程有所不同。
。ǘ┧畮焖康钠胶
水庫水量平衡計(jì)算主要包括:水庫入流、出流及水庫中各類損失量的計(jì)算、分析。用公式表示如下:V入—V出=△V;水庫水量平衡即水庫在某一時(shí)段內(nèi),入庫總水量與出庫總水量之差等于水庫該時(shí)段始末的蓄水變量,一般以年來計(jì)算。入庫總水量主要包括水庫入庫水量、庫面降水總量以及區(qū)間入庫水量,出庫總水量包括水庫出庫水量、庫面蒸發(fā)量以及水庫滲漏量。公式如下:
V入庫+V庫降+V區(qū)入—V出庫—V庫蒸—V庫滲=△V
理論上講,某段時(shí)間內(nèi)水庫的入庫總水量與出庫總水量之差應(yīng)該等于水庫該時(shí)段始末的蓄水變量,也即水量是平衡的。但由于受人類活動(dòng)的影響,多數(shù)水文站測驗(yàn)斷面以上的用水量(含引出或引進(jìn)水量)所占比重越來越大,僅靠水文站測驗(yàn)斷面的實(shí)測水量,已不能滿足水量平衡分析計(jì)算的需要。影響水量平衡的因素有:區(qū)間產(chǎn)流量計(jì)算方法問題。調(diào)查水量的精度問題。水庫滲漏量計(jì)算方法問題。水庫泥沙淤積問題。農(nóng)業(yè)提水灌溉問題。
。ㄈ┧こ淘O(shè)計(jì)徑流
設(shè)計(jì)徑流作為水庫設(shè)計(jì)、調(diào)節(jié)水庫徑流的主要依據(jù)。其內(nèi)容主要包括:時(shí)段內(nèi)徑流分析、年徑流分析等方面,一些水庫具備多年調(diào)節(jié)性能,因此不但要對年徑流、年內(nèi)分配等進(jìn)行必要分析,與此同時(shí)還需要對年際持續(xù)枯水段實(shí)施分析。以里老水庫為例,其流域內(nèi)無實(shí)測的徑流資料,根據(jù)《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》,對于無資料地區(qū)徑流計(jì)算,應(yīng)采用多方法、多途徑計(jì)算?裳须A段里老水庫徑流計(jì)算采用徑流深等值線法、地區(qū)綜合公式法和水文比擬法進(jìn)行計(jì)算,最終采用水文比擬法成果,本階段重點(diǎn)對水文比擬法進(jìn)行復(fù)核。水文比擬法系采用常規(guī)的面積修正來推求,同時(shí)考慮降水的地區(qū)分布差異性進(jìn)行修正,計(jì)算公式:
W里=W恩×(F里/F恩)×(P里/P恩)
式中:W里—里老水庫多年平均徑流量(萬m3);W恩—恩澤河站年多平均徑流量(萬m3);F里—里老水庫控制流域面積(km2);F恩—恩澤河站控制流域面積(km2);P里—里老水庫流域多年平均降雨量(mm);P恩—恩澤河站流域多年平均降雨量(mm)。
水利工程設(shè)計(jì)徑流階段需要注意的是水利工程的水文資料的收集、計(jì)算方法、徑流年內(nèi)分配以及成果復(fù)核等幾方面。
。ㄋ模┧こ棠嗌秤(jì)算、分析
水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中,泥沙淤積計(jì)算、分析直接影響到水庫規(guī)模、壽命以及綜合經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮。壩前泥沙淤積高程的確定,直接影響到壩體設(shè)計(jì)及死水位的選擇;庫區(qū)泥沙淤積分布,關(guān)系到水庫的興利效益;回水末端及翹尾巴高度的確定,則是移民搬遷規(guī)劃的重要依據(jù)等。因此,水庫泥沙淤積問題是水利工程設(shè)計(jì)重要問題。其主要涉及到泥沙顆粒、沙量分析,泥沙淤積部分、淤積速度、淤積形態(tài)等分析以及排淤、排沙針對性策略分析。在進(jìn)行水利工程泥沙計(jì)算、分析時(shí)需要依賴于河流泥沙動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、水力學(xué)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科的配合應(yīng)用,同時(shí)還依賴于對更多已建水庫觀測資料的總結(jié)分析,完善計(jì)算方法。
。ㄎ澹┧こ淘O(shè)計(jì)洪水
通常情況下,設(shè)計(jì)洪水是指某一頻率的洪水,所以在設(shè)計(jì)洪水的推求過程中一般要涉及到洪水總量推求、洪水過程線推求以及洪峰流量推求等,對設(shè)計(jì)洪水的推求為確定大壩高程、泄洪設(shè)施尺寸提供必要的參考依據(jù)。計(jì)算設(shè)計(jì)洪水的途徑主要有水文氣象法與數(shù)理統(tǒng)計(jì)法兩種,而兩者最大的不同點(diǎn)是水文氣象法將洪水或暴雨假定為必然事件來進(jìn)行推算,而數(shù)理統(tǒng)計(jì)法將暴雨或者洪水看做隨機(jī)事件。
除了上述五個(gè)水文現(xiàn)狀之外,水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工中還需考慮到水庫調(diào)蓄的演算、水位流量關(guān)系線、水質(zhì)的分析以及潰壩洪水分析等各方面的分析、計(jì)算。
二、水利工程水文設(shè)計(jì)的思考
在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與施工過程中,水文設(shè)計(jì)工作必須以工程實(shí)際情況與實(shí)際需求為參考依據(jù),以確保工程的可靠性。因此,在水利工程中水文設(shè)計(jì)中需注意以下幾點(diǎn):了解工程性質(zhì)。水利工程通常都具備防洪的功能。其防洪功能性質(zhì)不一,不同的水利工程所需要考慮的防洪功能內(nèi)容也不一樣,例如庫容量較大而泄量較小的水工程則需重點(diǎn)考慮到水庫的設(shè)計(jì)洪量,反之則需要重點(diǎn)考慮水庫的設(shè)計(jì)洪峰;了解工程的任務(wù)。不同的水利工程任務(wù)也需要重點(diǎn)考慮不同的水文設(shè)計(jì)內(nèi)容,因此了解工程任務(wù)作出能夠有針對性地提高水文設(shè)計(jì)。現(xiàn)階段,水利工程的建設(shè)在設(shè)計(jì)階段主要分為流域規(guī)劃、具體工程規(guī)劃兩個(gè)階段,在具體工程規(guī)劃中又包括了項(xiàng)目建議書、工程的可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工等,這其中的初步設(shè)計(jì)、施工階段對水文現(xiàn)狀的分析則有更高要求,值得在實(shí)際工作中進(jìn)一步進(jìn)行分析、思考,以促進(jìn)水利工程的順利進(jìn)行。
三、結(jié)語
在進(jìn)行水利工程設(shè)計(jì)、施工時(shí),相關(guān)人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)厮、水資源等具體情況,切實(shí)做好水文資料收集工作。在進(jìn)行水文計(jì)算時(shí)需要結(jié)合工程實(shí)際選擇最為怡當(dāng)?shù)挠?jì)算方法,簡化計(jì)算流程,提升計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,以促進(jìn)水利工程的順利建設(shè)完成并安全使用,創(chuàng)造更大的效益。
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