【摘要】在水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工作中，最主要的前期準(zhǔn)備就是開(kāi)展水文水利相關(guān)計(jì)算工作。為了準(zhǔn)時(shí)高效地開(kāi)展水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工作，就要有相應(yīng)的水文水利計(jì)算作為基礎(chǔ)。當(dāng)上游的水庫(kù)等水利設(shè)施發(fā)生潰壩時(shí)，下游的水庫(kù)設(shè)施的水文計(jì)算方法就顯得十分重要了。本文將對(duì)梯級(jí)水庫(kù)的水文水利計(jì)算進(jìn)行探討。
【關(guān)鍵詞】分析計(jì)算；水文水利；水庫(kù)
引言
某地區(qū)，以其復(fù)雜的地形、險(xiǎn)惡的環(huán)境聞名于世，整個(gè)區(qū)域內(nèi)有大量的險(xiǎn)峻地形，并且建設(shè)有大大小小的多個(gè)水庫(kù)，水庫(kù)的年代較老，大部分是上個(gè)世紀(jì)六十年代的老建筑。年久失修加上運(yùn)行理念嚴(yán)重落后，這些水庫(kù)的安全條件令人堪憂本文主要研究了該地區(qū)某水庫(kù)的除險(xiǎn)加固之前的水文水利計(jì)算工作。
1 工程概況
水庫(kù)坐落于南部崖門(mén)鎮(zhèn)�？偯娣e達(dá)到了38.6平方公里，當(dāng)中有總長(zhǎng)達(dá)468.6公里的河流及其支流，平常的水位在38米左右，庫(kù)容為2372萬(wàn)立方米。平時(shí)的作用主要是灌溉農(nóng)作物、發(fā)電，在洪水來(lái)臨時(shí)還有一定的防洪能力。在整個(gè)水庫(kù)的工程當(dāng)中，有兩座壩體、兩個(gè)溢洪道、一座水力發(fā)電站。在整個(gè)古兜山所管轄的區(qū)域內(nèi)，有星羅棋布的小水電，數(shù)量十分可觀。在東方紅水庫(kù)上游的地方，還有四座水電站，大小不一，共同起到防洪灌溉的作用。表一形象地說(shuō)明了不同水庫(kù)之間的位置關(guān)系及各個(gè)水庫(kù)的特點(diǎn)。
2 計(jì)算假設(shè)及工況
水庫(kù)及其上游四座水庫(kù)之間是典型的梯級(jí)關(guān)系。上游的掃桿塘水庫(kù)以及新礦塘水庫(kù)的集雨面積都相對(duì)較小，計(jì)算起來(lái)工作量巨大，因此無(wú)法逐一地對(duì)各個(gè)水庫(kù)開(kāi)展水文計(jì)算工作。所以水文水利計(jì)算方法應(yīng)該做出相應(yīng)的更改，為了使計(jì)算結(jié)果更加有說(shuō)服性，并且盡量簡(jiǎn)化計(jì)算的過(guò)程，達(dá)到盡快開(kāi)展水庫(kù)加固工作的目的，本文中將該水庫(kù)周邊的兩個(gè)小水庫(kù)桿塘水庫(kù)以及新礦塘水庫(kù)的集雨面積一并納入長(zhǎng)塘水庫(kù)的集雨面積之內(nèi)。
由于水庫(kù)的上游還有兩座水庫(kù)，上游的水量直接注入到水庫(kù)當(dāng)中，因此在計(jì)算時(shí)，水庫(kù)的總流量為其本來(lái)的洪水流量加上上游水庫(kù)的下泄總流量。在上游與下游之間的河道內(nèi)，坡度大、水流湍急，洪水前進(jìn)的速度非�？欤虼松舷掠蔚暮樗畢R集到一起的時(shí)候，研究人員進(jìn)行計(jì)算就不需要考慮到上下游水流合并所耗費(fèi)的時(shí)間。當(dāng)真的發(fā)生了50年一遇的洪水時(shí)，應(yīng)當(dāng)直接把長(zhǎng)塘水庫(kù)以及東坑水庫(kù)的下泄流量并入水庫(kù)當(dāng)中，再加上某水庫(kù)自己的洪水流量進(jìn)行計(jì)算，最后得到的結(jié)果就是東方紅水庫(kù)的實(shí)際洪水流量。
當(dāng)面對(duì)千年一遇的洪水的時(shí)候，研究人員應(yīng)當(dāng)提前考慮到上游水壩潰壩的機(jī)率，充分考慮上下游水壩潰壩的可能性，用排列組合的方式將潰壩水壩數(shù)量、種類一一列舉之后，再開(kāi)展水庫(kù)校核洪水的計(jì)算工作。
3 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算
3.1 設(shè)計(jì)暴雨的推求
要想精確計(jì)算出設(shè)計(jì)暴雨的量，最實(shí)用的方法當(dāng)然是分析實(shí)用資料之后再計(jì)算求出設(shè)計(jì)暴雨的量。從上個(gè)世紀(jì)七十年代開(kāi)始，水庫(kù)就建設(shè)并投入運(yùn)行了大量雨量站。三十年間，采用的是每個(gè)一小時(shí)就觀測(cè)一次雨量的觀測(cè)方法來(lái)取得雨量資料，其中只有五年采用了10ml短歷時(shí)降雨采集方法。按照國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這樣的采集方法對(duì)水文計(jì)算的兼容性不高，并且實(shí)際計(jì)算時(shí)不利于分析出降雨頻率的高低，所以才采取了水文圖集的方式來(lái)取得其特征資料。
除了查閱實(shí)用資料的方法，還可以使用算圖表法來(lái)計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨。該省水文局于2007年出臺(tái)的《暴雨參數(shù)等值線圖》就詳細(xì)地實(shí)用上述方法計(jì)算出了水庫(kù)的暴雨參數(shù)。表1給出了其參數(shù)水平。
據(jù)表1，查算的平均雨量應(yīng)當(dāng)比實(shí)測(cè)資料的要小，二者的值比較之后應(yīng)當(dāng)差距不大，但是出于安全，在上述兩個(gè)方法中應(yīng)當(dāng)使用實(shí)測(cè)資料來(lái)進(jìn)行暴雨的統(tǒng)計(jì)工作。
3.2 三個(gè)水庫(kù)區(qū)間之間的洪水計(jì)算
3.2.1 洪水的計(jì)算方法
在水庫(kù)當(dāng)中，沒(méi)有設(shè)立流量站，因此沒(méi)有辦法取得計(jì)算所用的流量資料，因此也沒(méi)有辦法計(jì)算洪水量。本文所采用的洪水計(jì)算方法來(lái)自于該省上世紀(jì)八十年代所制定的計(jì)算方法。
3.2.2 洪水計(jì)算成果
綜上所述，新的計(jì)算方法算出來(lái)的結(jié)果比傳統(tǒng)的計(jì)算方法要大。在所有的水庫(kù)中，使用新的計(jì)算方法的水庫(kù)與原來(lái)的方法相比，差異不超過(guò)百分之二十。1991年，該水文總站出臺(tái)了《暴雨徑流查算圖表》一文，揭示了資料計(jì)算法比公式推理要好，也能得到較高的計(jì)算精確度。因此本文使用綜合單位線法來(lái)進(jìn)行洪水成果的計(jì)算工作。
3.3調(diào)洪演算
1994年，該水利廳編寫(xiě)并出臺(tái)調(diào)洪演算專用的程序，上述文段主要闡述了將設(shè)計(jì)工況與洪水計(jì)算有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。由于這樣的設(shè)計(jì)方式最初設(shè)定為只有東坑水庫(kù)繁盛潰壩，因此只能用來(lái)計(jì)算水庫(kù)的壩頂高度。
仔細(xì)分析上述數(shù)據(jù)，假如在計(jì)算過(guò)程中只考慮到了長(zhǎng)塘水庫(kù)的潰壩，或是只考慮到了東坑水庫(kù)單獨(dú)潰壩，那么計(jì)算結(jié)果中水庫(kù)的壩體高程要相應(yīng)的增加兩米到四米不等。壩體越高，受到地形的限制就越高，所帶來(lái)的工程量是巨大的，會(huì)消耗較多的經(jīng)濟(jì)資源，造成無(wú)謂的損失。
在遇到一千年一遇的洪水的時(shí)候，就應(yīng)當(dāng)靈活分析預(yù)報(bào)，靈活的調(diào)度水庫(kù)中的水資源，有必要時(shí)還應(yīng)當(dāng)采取爆破等方法瀉出長(zhǎng)塘水庫(kù)中過(guò)多的水，避免水庫(kù)水位過(guò)高壓力升高發(fā)生潰壩。
4 總結(jié)
與一般水庫(kù)不同，梯級(jí)水庫(kù)的水文水利計(jì)算工作要復(fù)雜得多。計(jì)算時(shí)要?dú)w納入整個(gè)集雨面積，有必要時(shí)還要計(jì)算上下游所有水庫(kù)的集雨面積。除此之外，當(dāng)需要單獨(dú)計(jì)算單一水庫(kù)的集雨含量的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)具體分情況討論上下游水庫(kù)的潰壩，再進(jìn)行計(jì)算工作。在進(jìn)行下游水庫(kù)的計(jì)算時(shí)，不能一并包括上游水庫(kù)，而是要計(jì)算下游水庫(kù)本身流量與下泄流量的總和。
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