淺談水利工程中的防洪特征水位

淺談水利工程中的防洪特征水位

下坂水庫項目是塔里木河流域最近的綜合處理計劃中唯一的山區(qū)水庫項目。該工程位于塔里木河主要源流之一的葉爾羌河支流塔什庫爾干河中下游,距塔什庫爾干縣縣城45km,距喀什市315km,距葉河干流控制斷面卡群渠首190km。下坂地水利樞紐工程,控制塔什庫爾干河的多年平均徑流量10.91億m由于下坂地水庫工程可促進(jìn)節(jié)水,是開采利用地下水資源的可靠電能基礎(chǔ),是實現(xiàn)水資源聯(lián)合調(diào)度的龍頭。有了生態(tài)水量,加上河道的疏浚,葉河能完成向塔里木河的輸水目標(biāo)。2洪水調(diào)節(jié)和防洪特征水位的選擇可研階段,按照塔里木河流域近期綜合治理對葉河的要求及下坂地水庫工程任務(wù),正常蓄水位在2960m的基礎(chǔ)上,按2.50m一個間隔,上、下浮動,對2955,2957,2960,2962,2965m五個方案進(jìn)行了調(diào)節(jié)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的全面比較。為進(jìn)一步分析下坂地水庫的調(diào)節(jié)性能,根據(jù)下坂地可研報告審查會期間專家意見,又分析計算了下坂地水庫不進(jìn)行電力補(bǔ)償?shù)乃芩嬎?推薦采用2960m方案?？裳袑彶橐庖姙?“基本同意水庫正常蓄水位為2960m”。為進(jìn)一步復(fù)核水庫正常蓄水位2960m方案的工程效益特征參數(shù),本階段對增加2a后的實測資料分析的徑流系列進(jìn)行了分析計算,復(fù)核分析按下坂地水庫不進(jìn)行電力補(bǔ)償方式。初設(shè)階段與可研階段,下坂地水庫壩址徑流量即使年際有變化,年內(nèi)分配有變化,平原水庫多年平均損失水量略有減少,下坂地水庫多年平均春旱補(bǔ)水量略有增加;本階段對發(fā)電引水洞的復(fù)核及優(yōu)化計算,洞徑從5.61m變?yōu)?.20m,水頭損失有所增加,使發(fā)電效益有所降低?？傊б嫣卣髦笜?biāo)變化不大,表明下坂地水庫正常蓄水位2960m是合理的。2.2死水位選擇下坂地水庫死水位在可研階段比較過2910,2915,2920m三個方案,結(jié)果表明:隨著死水位的抬高,下坂地電站的保證出力降低,水庫蓄滿率升高,從替代平原水庫蓄水量來看,死水位2920m方案,水庫蓄滿率較高,未能充分發(fā)揮下坂地水庫控制塔什庫爾干河地表徑流的目的,替代平原水庫的蓄水量較小。2920m方案比2915m方案平原水庫多年平均多蓄水量多蓄0.24億m考慮水庫泥沙淤積對死水位的影響,根據(jù)水庫庫岸坍塌方量及泥沙淤積計算結(jié)果,下坂地水庫泥沙淤積形態(tài)為三角洲,水庫運行50a與100a后,壩前淤積灘面高程分別為2897m及2899m;水工建筑物的布置對死水位的要求,壩址處河底高程為2893m,地形地質(zhì)條件及泥沙淤積決定了發(fā)電引水洞進(jìn)口底板設(shè)計高程為2905m,發(fā)電引水洞洞徑5.20m,正常工作要求有一定的淹沒深度,因此,從電站正常運行來看,死水位選定2915m比較合適。2.3洪水調(diào)節(jié)和防洪特征水位的選擇下坂地水庫洪水因受氣候的影響,來洪呈現(xiàn)一日一峰,洪峰流量不大但歷時長,洪量較大。因資料樣本的限制,設(shè)計洪水采用5日洪水作為典型洪水過程進(jìn)行分析計算,相應(yīng)推出設(shè)計洪水和校核洪水過程。下坂地水庫校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000a一遇,其洪峰流量Q通過上表可以充分反應(yīng)下坂地壩址處洪水一日一峰,峰不高、量很大。根據(jù)實測洪水資料,塔什庫爾干河洪水過程歷時并不限于五日洪水,最長的洪水歷時超過21日。因此在保證樞紐工程防洪安全的前提下,應(yīng)盡量使每日洪水在當(dāng)日盡可能泄完,以避免庫內(nèi)由于多日連續(xù)蓄洪引起水位升高,威脅樞紐防洪安全。根據(jù)以上對洪水過程的分析,確定泄洪建筑物的泄洪規(guī)模控制在850m依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,下坂地水庫樞紐為大型Ⅱ等工程,其永久擋水、泄水建筑物按2級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。正常運用的設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇,非常運用的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000a一遇,不同洪水標(biāo)準(zhǔn)見表2。2.3.2洪水調(diào)節(jié)計算原則下坂地水庫屬河道型水庫,從保守角度考慮,考慮靜庫容進(jìn)行計算;塔什庫爾干河屬于少泥沙河流,在洪水調(diào)節(jié)計算中不考慮蓄洪過程中的泥沙沖淤影響;下坂地水庫下游均為高山峽谷區(qū),無重要的防洪任務(wù)。樞紐可不專設(shè)防洪庫容,洪水調(diào)節(jié)從正常擋水位起調(diào),其下泄流量不受下游限制;在洪水調(diào)節(jié)過程中,不考慮電站部分參與泄洪;下坂地水庫樞紐為“一洞兩首”的泄洪建筑物,在正常情況下,洪水主要由泄洪底洞宣泄。當(dāng)洪水超過底洞最大泄量或底洞因故無法正常投入運用,表孔側(cè)槽溢洪洞投入泄洪,確保工程防洪安全。2.3.3水庫洪水調(diào)節(jié)計算下坂地水庫布置泄洪建筑物及泄洪能力為:泄洪洞孔口底坎高程2902m,弧門孔口5m×6m,進(jìn)口壓力短管孔流。表孔側(cè)堰溢洪洞,堰頂高程2960m,側(cè)堰寬50m。下坂地水庫不設(shè)汛限水位,洪水調(diào)節(jié)從正常蓄水位2960m起調(diào)。調(diào)洪計算成果見表3。從表中可以看出:設(shè)計洪水位為2963.21m,最大泄流536m3結(jié)論下坂地水利樞紐工程防汛特征水位對應(yīng)的預(yù)警時間是綜合多場典型洪水從警戒水位上漲到保證水位的時間間隔,同時增加了一定的預(yù)留時間,故而是一個綜合的預(yù)警時間。此外,文章對下坂地水利樞紐工程的防洪特征水位確定原則、機(jī)理方法以及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了探討,可以參照文章的建議結(jié)合本工程實際情況