水利工程相關(guān)水文分析和計(jì)算方法的綜述,水利工程論文

水利工程相關(guān)水文分析和計(jì)算方法的綜述,水利工程論文我們國(guó)家是一個(gè)水旱災(zāi)禍頻繁、水資源短缺、水環(huán)境問(wèn)題比擬嚴(yán)重的國(guó)家,水利水電工程、水環(huán)境治理等是國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),關(guān)系著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和安全穩(wěn)定的大局.合理確定防洪減災(zāi)、水資源開(kāi)發(fā)利用保衛(wèi)等工程布局與規(guī)模,正確評(píng)價(jià)工程作用,科學(xué)管理運(yùn)行,充分發(fā)揮其效益都離不開(kāi)水文分析和規(guī)劃.水文分析是研究各種水體在水循環(huán)運(yùn)動(dòng)中,互相轉(zhuǎn)化、互相交換及其不斷變化的規(guī)律性.水文分析計(jì)算工作的任務(wù)是通過(guò)對(duì)水文要素的分析研究,揭示它們的變化規(guī)律,進(jìn)而對(duì)長(zhǎng)期的水文情勢(shì)作出科學(xué)的預(yù)估.對(duì)水文的分析和計(jì)算有助于建設(shè)一些大型水電站和水庫(kù),對(duì)水文進(jìn)行測(cè)報(bào),把握水文特性,制定科學(xué)的調(diào)度運(yùn)用方案.當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外對(duì)水文規(guī)劃的研究日益加強(qiáng),獲得的成果很多.因而對(duì)水文分析和計(jì)算方式方法進(jìn)行綜述,試圖為水利水電工程中的水文工作提供根據(jù)和借鑒.1、水文分析在水利工程方面的應(yīng)用水文分析在水利工程如防洪治理、修建橋梁、水庫(kù)和水電站工程的施行等中都有重要的作用,在這些工程的施行前必須先摸清水的變化規(guī)律,進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),才能確保工程正確地施行.1.1水文分析在防洪治理中的應(yīng)用近年來(lái),抗洪一直是人們所要面對(duì)的問(wèn)題之一.洪水經(jīng)常會(huì)給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失,也使農(nóng)田減產(chǎn)或絕產(chǎn).因而,很多研究者對(duì)各個(gè)地區(qū)的水文進(jìn)行分析,來(lái)預(yù)防洪水的泛濫.如哈尼克孜買(mǎi)買(mǎi)提對(duì)阿圖什市城區(qū)的水文進(jìn)行分析研究,發(fā)現(xiàn)影響阿圖什市城區(qū)的洪源的因素都與暴雨所引起的洪水有直接關(guān)系,要防止洪水的泛濫,需要在該地區(qū)修建水庫(kù),這有利于人口、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,有利于水資源和水能資源的可持續(xù)利用,對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用;王利等對(duì)百色水利樞紐進(jìn)行水文分析,發(fā)現(xiàn)南寧洪水是由左、右江同時(shí)漲水組成的,左江單獨(dú)漲大水,構(gòu)成不了南寧的災(zāi)禍洪水,而百色壩址以上來(lái)水占了南寧洪水的相當(dāng)比重,修建百色水庫(kù)是能夠?qū)δ蠈幏篮槠鸬捷^大作用的;梁明春等對(duì)長(zhǎng)潭水庫(kù)進(jìn)行水文分析,發(fā)如今7月至10月臺(tái)汛期間,實(shí)行洪水優(yōu)化調(diào)度能夠防止洪水的蔓延;鄭章忠等對(duì)衢州市衢江區(qū)境內(nèi)小流域進(jìn)行水文分析,發(fā)如今小流域治理規(guī)劃中,確定設(shè)計(jì)頻率的洪峰流量尤為重要,通過(guò)對(duì)洪峰流量的分析,使洪水順利通過(guò),對(duì)防洪有重要意義.賈永斌對(duì)嵐漪河流域的暴雨洪水特征進(jìn)行分析,為把握該地區(qū)汛期的時(shí)間,提早防洪做好準(zhǔn)備提供數(shù)據(jù)支持.楊勇對(duì)桐梓河流域進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)由于它位于大婁山北面與四川盆地交界的迎風(fēng)坡面上,易受冷鋒低槽和兩高切變天氣系統(tǒng)的影響而構(gòu)成大暴雨,暴雨中心從東北向西南遞減,提出要根據(jù)地域的不同施行不同的防洪措施.戴云輝等對(duì)二道溝水電站的水文進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)多種措施互相配合,對(duì)防洪抗險(xiǎn)有一定的積極作用.1.2水文分析在修建橋梁中的應(yīng)用一個(gè)好的橋梁設(shè)計(jì),首先要知足構(gòu)造物的安全性和適用性,其次是經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)可能性,而橋梁設(shè)計(jì)能否合理,突出表如今能否安全通暢地排泄洪峰流量上.這就需要對(duì)河流水文進(jìn)行充分而細(xì)致的調(diào)查研究工作,同時(shí)擬定出較為符合實(shí)際的橋梁孔徑、橋高與橋梁總長(zhǎng).水文計(jì)算的工作精度集中具體表現(xiàn)出了橋梁的安全性、適用性與經(jīng)濟(jì)合理性,因此在橋梁設(shè)計(jì)中對(duì)水文工作應(yīng)給予充分的重視.吳蕾以唐河樞紐跨河大橋工程中B、D匝道橋部分為例進(jìn)行防洪水水文分析,以為橋梁設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)高于所在河段防護(hù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn),這樣設(shè)計(jì)橋梁既能夠保證行洪安全,又能夠保障橋的穩(wěn)固,不會(huì)被洪水所損壞.李秋生等對(duì)滯洪區(qū)內(nèi)河流橋涵水文分析,考慮到水利規(guī)劃可能會(huì)提高防洪標(biāo)準(zhǔn),河堤外擴(kuò),橋孔布設(shè)時(shí)應(yīng)適當(dāng)向外布孔,在橋兩側(cè)應(yīng)布設(shè)一定數(shù)量的涵洞、通道等構(gòu)造物,以免橋頭構(gòu)成積水,不能暢瀉.呂寧軍對(duì)吳忠黃河公路橋的防洪影響進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)該橋的設(shè)計(jì)到達(dá)到達(dá)公路等級(jí)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn).李森淼等對(duì)建橋河段的水文進(jìn)行分析,提出在水流對(duì)河岸沖刷劇烈、副流強(qiáng)度大的地方應(yīng)根據(jù)詳細(xì)情況設(shè)置調(diào)制構(gòu)造物,如導(dǎo)流堤、丁壩、順?biāo)畨蔚?以改善橋位及其上下游河段的水流條件,使橋孔通暢排水輸沙、減少對(duì)河床及堤防的沖刷、穩(wěn)定橋位河段.巢芳英等對(duì)永靖黃河水文進(jìn)行分析研究,以為當(dāng)發(fā)生劉家峽水庫(kù)敞泄發(fā)生極端洪水事件時(shí),設(shè)計(jì)橋下弦高程高于計(jì)算橋下弦高程,講明橋梁建設(shè)對(duì)河道行洪有一定的影響.1.3水文分析在水庫(kù)和水電站工程施行中的應(yīng)用水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施,其作用是將水能轉(zhuǎn)換為電能.水電工程設(shè)施包括擋水、泄水建筑物構(gòu)成的水庫(kù)和水電站引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、機(jī)電設(shè)備等.水庫(kù)的高水位水經(jīng)引水系統(tǒng)流入廠房推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出電能,再經(jīng)升壓變壓器、開(kāi)關(guān)站和輸電線路輸入電網(wǎng).在水電站工程的施行經(jīng)過(guò)中,水文分析是必不可少的.張紅記初次較為系統(tǒng)的分析了象泉河流域水文泥沙資料情況,可為阿青水電站設(shè)計(jì)提供技術(shù)根據(jù).胡清靜等對(duì)多兒水電站進(jìn)行水文分析,發(fā)現(xiàn)由插補(bǔ)延長(zhǎng)法得到的年徑流系列具有較好的代表性和一致性,多兒水電站壩址斷面年徑流及枯水期徑流的計(jì)算成果是合理的.聶勝菊等對(duì)濟(jì)南市春暄變電站的水文分析發(fā)現(xiàn)該輸變電工程站址處不受楊家河和土河100年一遇洪水的威脅,站址所在區(qū)域在大雨時(shí)無(wú)積水現(xiàn)象,當(dāng)?shù)貎?nèi)澇洪水對(duì)站址無(wú)影響,但建議地基加高0.5~1.0m.王曉春對(duì)李林水庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水復(fù)核分析,與小崗水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行比照,推算出李林水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水成果,以為李林水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水成果是合理的.伊永玲對(duì)撫松縣蒲春河水水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的水文分析,發(fā)現(xiàn)羅氏法與水科所法成果比擬接近,但在該地區(qū)水科所法各項(xiàng)指標(biāo)與實(shí)際情況更為接近.樓偉中等在京杭運(yùn)河杭州段水文因素變化的基礎(chǔ)上,計(jì)算推導(dǎo)設(shè)計(jì)最低通航水位和施工水位,可供建設(shè)各方參照.魏炳乾等對(duì)重慶市巫溪縣彎灘河流域及其流域上擬建的五座電站的壩址處進(jìn)行了徑流分析和計(jì)算,并對(duì)鹽渠水文站洪水分析,得出了各梯級(jí)電站的設(shè)計(jì)洪峰流量及洪水經(jīng)過(guò)線,為彎灘河流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)提供了水文根據(jù).強(qiáng)曉英等發(fā)現(xiàn)水文分析是水利工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),如處理不當(dāng),不僅加大工程規(guī)模,而且還將影響工程效益的正常發(fā)揮,縮短工程使用壽命.張建新遵循水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)站網(wǎng)布設(shè)原則,進(jìn)行了站點(diǎn)斷面現(xiàn)場(chǎng)查勘、論證,制定出唐家山堰塞湖的水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)方案,并獲取了大量第一手實(shí)時(shí)雨、水情資料,為成功處置堰塞湖奠定了基礎(chǔ).吳敦銀等闡述了病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中水文分析與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的重要性,針對(duì)當(dāng)前加固設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,提出一些做好水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的水文分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的方式方法和經(jīng)歷體驗(yàn).2、水文分析計(jì)算水文分析計(jì)算是對(duì)所研究的水文變量或經(jīng)過(guò),作出盡可能正確的概率描繪敘述,進(jìn)而對(duì)將來(lái)的水文情勢(shì)作出概率性預(yù)估,以便在這里基礎(chǔ)上作出最優(yōu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和決策.包括采用一定的數(shù)學(xué)模型及根據(jù)資料估計(jì)模型中所含的參數(shù).由于對(duì)稀遇事件(如1000年一遇或10000年一遇的洪水)數(shù)量估計(jì)的困難,有時(shí)亦采用一些非概率的設(shè)計(jì)計(jì)算方式方法,如可能最大暴雨和可能最大洪水的估算.在對(duì)不同水文進(jìn)行分析時(shí),學(xué)者們采用的方式方法不同.如晏云鵬對(duì)瀑布溝工程水文分析計(jì)算主要根據(jù)站的選定和基本資料的插補(bǔ)延長(zhǎng),以及徑流、洪水的分析計(jì)算方式方法.劉能勝等,呂云海等對(duì)工程水文分析時(shí)采用了適線法,適線法應(yīng)用范圍寬廣,計(jì)算理論嚴(yán)謹(jǐn),只要弄清這一方式方法,水文分析計(jì)算迎刃而解.湯友如對(duì)油溪小水電站徑流洪水分析計(jì)算,采用鄰近流域有實(shí)測(cè)資料站的降雨徑流相關(guān)關(guān)系以及直接移用同流域上、下游站的徑流模數(shù)分析計(jì)算無(wú)實(shí)測(cè)資料的小水電站徑流,是行之有效的方式方法,無(wú)資料地區(qū)設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算應(yīng)采用多種方式方法,湖南經(jīng)歷體驗(yàn)單位線和推理公式是最為常用的兩種方式方法.沙玉書(shū)對(duì)魚(yú)洞壩水庫(kù)水文分析,采用雨洪法計(jì)算,利用靜庫(kù)容法進(jìn)行洪水調(diào)節(jié),得出水庫(kù)各設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)水位、下泄流量、相應(yīng)庫(kù)容.謝君等用比降法對(duì)三角洲聯(lián)圍水文分析計(jì)算,比降法本著閘涌共同工作原則,既考慮閘站的引排水能力,也考慮河涌的排水能力及河涌的蓄量,概念清楚明晰,計(jì)算合理,借助計(jì)算機(jī)輔助手段,進(jìn)行多種水位,多種工程規(guī)模組合計(jì)算,能夠較全面地反映圍內(nèi)河涌配套工程、水閘、排站的工況,為工程施行提供根據(jù).鄭忠等,瑪爾達(dá)尼.米吉提等將ARCGIS技術(shù)運(yùn)用于工程水文分析計(jì)算中,不但能夠減少大量繁瑣的計(jì)算工作,而且能夠大大提高計(jì)算速度和準(zhǔn)確度.張國(guó)堂結(jié)合珠江三角洲氣候水文條件,對(duì)fo山市一環(huán)南線公路主干線進(jìn)行了一系列勘測(cè),對(duì)南順第二聯(lián)圍內(nèi)路基防洪水文計(jì)算和道路經(jīng)過(guò)堤圍內(nèi)低洼地區(qū)排水河道的水文計(jì)算,為確定該公路的控高和公路配套附屬設(shè)施的高程設(shè)計(jì)提供了科學(xué)根據(jù).王振堂等總結(jié)了在小型水電站年徑流水文分析計(jì)算中的常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題,提出處理方式方法,以知足小型水電站年徑流水文分析計(jì)算工作的要求.熊明等通過(guò)對(duì)我們國(guó)家在工程水文分析計(jì)算的回首,總結(jié)了近年來(lái)我們國(guó)家在洪水頻率分析、洪水不確定性研究、人類(lèi)活動(dòng)及氣候變化對(duì)徑流的影響等方面的最新進(jìn)展,提出了今后水文計(jì)算的研究方向.陳洋波提出了采用USG-SHYDRO1K數(shù)字地形高程模型計(jì)算流域數(shù)字地形的方式方法,并運(yùn)用Avenue腳本語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了計(jì)算流域數(shù)字地形參數(shù)的ArcView擴(kuò)展軟件.3、結(jié)束語(yǔ)盡管我們國(guó)家在水文不確定性研究方面邁出了可喜的步伐,然而隨著水文水資源系統(tǒng)不斷擴(kuò)大,各因素互相作用的影響多樣化,不確定性成分增加并且顯示主導(dǎo)地位,現(xiàn)有的不確定性分析方式方法還不能知足工程需要,如平原水網(wǎng)區(qū)、感潮河段、沖淤變化河道、水庫(kù)回水影響區(qū)河道等,由于水位流量關(guān)系變化復(fù)雜,水位和流量一般并非同頻率.影響水位的因素,除了與流量和比降有關(guān)外,還與河段斷面的形態(tài)、河道上下游工程運(yùn)用方式、回水頂托、沖淤變化、河道疏浚等影響有關(guān),致使水位資料缺乏一致性和代表性.因而,尋找水位資料的概率分布函數(shù)比擬困難,這就需要不斷研究這些問(wèn)題,進(jìn)而開(kāi)展流域防洪問(wèn)題研究.在現(xiàn)行水文分析計(jì)算中,一般都假定水文變量具有隨機(jī)性,然而隨著人類(lèi)活動(dòng)影響的加劇,致使前后的水文變量不能以為來(lái)自同一個(gè)總體.因而,有必要對(duì)水文系列進(jìn)行復(fù)原,使之屬于同一個(gè)總體;或者確定不同類(lèi)型和不同程度人類(lèi)活動(dòng)影響的水文系列.以下為參考文獻(xiàn):[1]黃錫荃.水文基礎(chǔ)知識(shí).北京:高等教育出版社,1985.[2]陸,張學(xué)明.正確應(yīng)用水文分析計(jì)算方式方法進(jìn)行水資源評(píng)價(jià)[J].河北水利科技,1995(3):11-14.[3]劉德波,趙廷華,魏家紅.水庫(kù)工程水文分析及水利計(jì)算方式方法的應(yīng)用技術(shù)[J].黃河水利出版社,2020.[4]哈尼克孜.買(mǎi)買(mǎi)提.阿圖什市市區(qū)治澇水文分析[J].河南水利與南水北調(diào),2020,(18):33-34.[5]王利,黃建玲.百色水利樞紐水文分析[J].人民珠江,1997(6):64-68.[6]梁明春,蔣思軍.長(zhǎng)潭水庫(kù)水文分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2020,32(2):179-180.[7]鄭章忠,石向榮.小流域治理規(guī)劃中的水文分析[J].浙江水利科技,2002(3):13-15.[8]賈永斌.嵐漪河流域防洪水文分析計(jì)算[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì),2018,21(17):202-