水庫水文工程設計論文

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1工程水文在水利工程設計中的任務

工程水文是水利工程設計中必需的重要基礎資料，并貫穿了水利工程設計規劃、項目建議書、可研、初設各階段。在水利工程設計前期必須編制工程水文分析計算報告，而且必須通過水文水資源局主管部門審查通過。工程水文的任務是為水利工程設計提供以下各方面相關資料:河流水系概況、氣象、水文基本資料、徑流、洪水、泥沙、冰情、水質及水面蒸發等，這基本涵蓋了工程水文所涉及的所有內容，尤其是泥沙、徑流及洪水資料在確定水利工程規模方面起到了重要作用，而水庫工程是較典型水利工程，以下就泥沙、徑流、洪水資料在某水庫工程設計中的應用作為論述。

2工程水文在水庫工程設計中的運用

2．1水庫基本概況

該水庫為山區水庫，主要任務是以工業、城鎮生活供水和灌溉為主，兼顧防洪。要求灌溉服從工業和城鎮生活用水。水庫所在河流上游2．5km處有國家基本水文站，具有1962～2010年49年完整的、經審編的實測水文資料，主要觀測項目有水位、流量、懸移質輸沙率、水溫、降水、水面蒸發、氣溫、水質監測等。

2．2泥沙資料在水庫工程設計中的運用

水庫建成后，并不是全部容積都可用來進行徑流調節，因為泥沙的沉積遲早會將部分庫容淤滿，因此要根據河流泥沙資料計算水庫死水位，由此推出死庫容。

(1)泥沙基本資料:水庫所在河流上設置有水文站點，河流實測懸移質泥沙資料從1962年開始，共收集了該站1962～2010年共49年實測輸沙率及輸沙量資料。水庫多年平均入庫懸移質輸沙量為1．53×104t，多年平均入庫推移質輸沙量為0．38×104t，以懸移質干容重1．3t/m3計，推移質干容重1．8t/m3計，折算成體積，該水庫多年平均入庫懸移質輸沙量為1．18×104m3，多年平均入庫推移質輸沙量為0．21×104m3，則庫沙比(V/WS)為2058，屬于泥沙問題不嚴重的水庫。

(2)水庫泥沙沖淤計算:各月入庫流量、出庫流量和相應的壩前水位采用徑流調節計算的長系列成果，各月入庫含沙量采用相應的實測系列值，進行水庫泥沙淤積計算。水庫庫水位變化較大時，計算時段步長和水位根據水庫徑流調節成果按月進行初步劃分，以水位變化0．1m為一個單位進行水位內插，根據劃分的水位步長再細分時段步長，由此繪制水庫不同淤積水平年淤積縱斷面圖，再采用一維不平衡輸沙數學模型進行淤積分析計算，即可計算出水庫各水平年淤積量，從而得出死庫容值。見表1。最終可根據水庫運行水平年確定淤積水平年為50年，故該水庫死庫容為247×104m3。因為泥沙計算是一門專業性很強的計算，其計算過程在河流泥沙專業書籍中均詳述，該文中就不敘述了。

2．3徑流資料在水庫工程設計中的運用

(1)徑流基本資料:該水庫壩址處無實測水文資料，壩址上游2．5km處設有國家基本水文站，具有1962～2010年49年較完整的實測水文資料，根據該水文站集水面積，按徑流深等值線圖法計算出的區間水量，演算至擬建水庫壩址，推出該水庫壩址處1962～2010年49年長系列徑流資料。

(2)徑流調節:徑流調節步驟為:①確定水庫壩址處的徑流資料，可直接引用水文資料最終結果;②確定水庫所轄范圍內的用水項，確定設計水平年，設計保證率;③進行需水預測，確定各業需水過程線;④分別就現狀年和設計水平年進行水資源供需分析，確定水資源可利用量(與設計保證率相對應)、參與平衡計算的需水量，并得出供需分析結論;⑤徑流調節計算，采用長系列法(利用表2中數據)逐月平衡計算，可得出水庫興利庫容，再采用典型年法(與設計保證率相對應的某年)對興利庫容進行復核。該水庫項目供水范圍是該縣工業園區、22億m3煤制天然氣項目和水庫下轄灌區。主要需水項為工業用水及農業灌溉用水。現狀年2011年，設計水平年為2025年。根據規范要求:工業園區工業和生活用水保證率為95%，灌區中農業常規灌溉用水設計保證率為75%，滴灌灌溉用水保證率為85%。然后按照步驟③④⑤即可計算得出水庫興利庫容。該水庫最終推薦長系列計算興利庫容2578×104m3，對應正常蓄水位為804．55m。具體計算過程在水利計算及水利規劃等相關書籍中都有詳細計算方法及過程，該文中就不敘述了。

2．4洪水資料在水庫工程設計中的運用

洪水基本資料:該水庫壩址上游2．5km處國家基本水文站具有1973～1991年19年實測洪水資料及1992～2010年19年洪峰流量調查資料，共計38年洪峰流量系列資料。設計洪水典型過程線的選擇，主要考慮對工程控制運用較為不利，峰高、量大的洪水過程線。最終選定1988年4月29日～5月6日洪水過程作為典型洪水。選列該水庫4月29、30兩日不同頻率設計洪水過程線，其余各日情況類似。一般為正常蓄水位;③選擇泄洪方式，一般分為溢洪道單獨泄洪，溢洪道與放水洞(定流量)共同泄洪等幾種泄洪方式;④對應洪水標準進行洪水調節，多采用試算法。采用設計洪水過程線調節出來的為設計洪水位，對應庫容為攔洪庫容;采用校核洪水過程線調節出來的為校核洪水位，對應庫容為調洪庫容。該水庫根據《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標準》SL252－2000的規定，本工程等別Ⅲ等，工程規模為中型，設計洪水標準采用50年一遇，校核洪水標準采用1000年一遇。該水庫起調水位為水庫正常蓄水位804．55m。采用溢洪洞單獨泄洪方式，溢洪洞型式為側槽式溢洪洞，根據《溢洪道設計規范》選擇正確計算公式后，編制表格即可進行洪水調節計算。該水庫最終計算出設計洪水位為806．64m，攔洪庫容為232×104m3;校核洪水位為808．04m，調洪庫容為392×104m3。具體計算過程在水利計算及水利規劃等相關書籍中都有詳細計算方法及過程，該文中就不敘述了。

3結語

通過以上工程實例，充分說明工程水文資料在水庫工程規模確定起著至關重要的重要，在水利工程設計時必須掌握可靠的水文資料，并將其合理運用，才能得出可靠設計成果。

作者:申慧單位:中工武大設計研究有限公司新疆分公司