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小型水库除险加固工程设计中水文水利计算内容

作者:本站 来源:本站 时间:2021/12/22 11:17:20 次数:

1引言

在水资源日益枯竭的背景下,很多地方会通过修建水库的方式来集中管理水体资源。为了延长小型水库的使用寿命,需要在方案设计的过程中做好除险加固内容的设计。在加固方案设计之前,还需要做好水文水利计算工作,根据水文水利计算结果来明确加固方案中需要重点关注的内容,从而提高方案设计的合理性,延长小型水库的除险能力。

2小型水库除险加固工程设计中水文水利计算的主要内容

2.1设计暴雨

在水文水利计算的过程中,设计暴雨属于非常重要的环节之一。为了提高设计内容的适应性,一般做法是根据坝址以域中心位置查阅当地编制的《暴雨洪水查算手册》,例如,某地方《暴雨洪水查算手册》中显示出当地暴雨连续时间为24h、6h和1h的*大暴雨均值与变差系数。目前很多地方也会设置雨量站,站内有相应的雨量资料,结合两种途径资料来选择恰当的计算数值,假定所选择的暴雨均值为24h的数据信息,那么该均值可以表示为P24,而模比数值记为Kp,同时还需要确定点面系数a,根据三组数值可以得出地区每个时间段的面雨量H24。根据分布图和具体数值来得出不同频率下的暴雨分配量,从而提升数据信息的可信度。

2.2设计洪水

2.2.1产流设计在水文水利计算过程中,设计洪水也属于重要的应用内容之一。与设计暴雨相类似,在设计洪水的过程中,也需要对当地的《暴雨洪水查算手册》进行查阅,所查阅的内容包括整体区域内的产流分区、产流分区的*大蓄水量、区域内土壤的含水量、暴雨的平均强度等。根据《暴雨洪水查算手册》内容来完成后续数据计算的相关工作。例如,假定产流分区可以组成集合A,A={A1,A2,A3,...,An},其中n=1,2,3,...,n。不同分区*大蓄水量为Im(m=1,2,3,...,m),分流区域内土壤的含水量为Pm(m=1,2,3,...,m)。根据已经得到的数据信息展开计算,从而获取到更加准确的数据信息。

2.2.2汇流设计在汇流计算的过程中,需要应用到相应的计算公式,在正式展开计算之前,需要根据《暴雨洪水查算手册》中的相应内容,对具体的应用分区进行展开计算,具体的计算公式如下:公式(1)Qt=kh/t×F;公式(2)T=kL/mJ1/3Qt0.25;在对其进行计算时,可以假定未知数C,C=L/J1/3,从而可以得出公式;(3)Qt=(kC/mT)4,在公式(1)、(2)、(3)当中,h表示在不同的时间段所产生的净雨水量,其计量单位为毫米(mm);T和t代表不同的时间,计量单位为小时(h);F表示区域内的流域面积,计量单位为平方公里(km2);Q表示区域内的流量,计量单位为立方米/秒(m3/s);k表示计算常数,具体数值需要翻看当地《手册》进行确定;L表示主河道的具体长度,计量单位为千米(km);J则表示结构的坡降情况(平均值);m表示单位时间内的汇流参数。将对应数值代入到公式当中,从而得出准确的计算数值。

2.3调洪计算

在水利水文的计算过程中,调洪计算也属于重要的应用内容,在具体实践的过程中,需要注意三个基本要素的应用,即洪水过程曲线、泄流曲线与库容曲线等。洪水过程曲线是在进行洪水设计时得出的数据分析结果,泄流曲线是单位时间内水库水位与流量之间的关系反馈,在具体计算的过程中,可以通过相应的计算公式和采集数据来完成曲线计算,从而提升曲线本身的可操作性。而库容曲线是水库在某一段时间内,其水库内总容量的变化情况。结合三组曲线和对应的数据信息,可以将其代入到水量平衡计算公式当中,结合试算法来完成洪水调节的计算,从而提升设计方案本身的可操作性。

2.4坝顶高程复核

除了上述应用内容以外,坝顶高程复核也属于重要的计算内容之一。在对其展开计算时,会通过洪水调节的方式来计算出同等频率下所形成的*高洪水位,客观判断洪水位与坝顶高程之间的相互关系,以验证坝体修建的合规性。在实际计算的过程中,需要对当地《坝体设计规范要求》进行了解,根据规范中的相关性内容来确定坝顶高程。结合以往的应用经验,坝顶超高=水面上*大波浪能够在坝体上的爬升高度+*大风壅水面高度+*初设计时的安全加高。根据不同的坝体类型,在计算坝顶高程时,其计算结果也存在着较大的差异性。对此,需要客观考虑各项内容之间的关联性,提高计算结果的准确性。

3水文水利计算时的注意事项

3.1做好资料收集工作

通过做好资料收集工作,能够为后续计算过程的顺利推进奠定坚实的基础。在实际应用过程中,需要注意以下几部分内容:(1)水库初步设计资料、水库安全鉴定书、水库登记注册资料及水库历年除险加固等资料。(2)水库万分之一地形图和库区地形图,地勘测量图。通过万分之一地形图确定水库的位置、集雨面积、主河道长、主河道比降,确保高程系统的一致性。(3)原设计的水位~面积~容积关系曲线。由于长期运行中,水库会存在一定程度的淤积,此时的水位~面积关系会发生一定的变化,运用DEM与遥感技术相结合对水库的水位~面积关系进行测定计算,可弥补因水库在丰水期等原因无法对其进行实测的缺陷。

3.2做好现场勘查工作

通过做好现场勘查工作,有利于提升水文水利计算结果的准确性,提高加固设计方案的可操作性。在具体实践操作中,需要注意以下几部分内容:(1)水库在本地区的流域条件、洪水成因情况等。现场检查时详细了解洪水的来水情况,是否存在梯级水库调度问题,是否为库中库,是否存在引水情况等。(2)水库历年运行管理情况及对历史洪水进行调查。如历年险情,大坝是否曾进行加高加固,历年*高水位等。(3)溢洪道历年过水深度,溢洪道控制段高程是否曾提高或降低及其原因、溢洪道类型、溢流净宽、衬砌形式等[1]。

3.3确定洪水标准内容

通过确定洪水标准内容,可以规范整个计算过程,提升计算过程的有序性。在实际应用过程中,需要对当地的规范内容展开研究,结合规范中的相应内容来确定具体的应用标准。例如,某地方标准中指出,洪水设计标准为20年一遇,在校核时洪水标准为200年一遇。这样校核会降低结果的科学性,因此在实际操作中,应客观考虑水库下游交通设施的重要程度、水库库容变化情况等,从而提高标准内容的指导性[2]。

3.4做好合理性分析

通过做好合理性分析,可以提高水文水利计算结果的客观性,为后续加固计划的调整提供参考。结合以往的应用经验,可以利用比较法来展开细致分析,将该水库设计成果和其他水库的设计成果进行对比,若参数差异性较大,需要重新校核数据,反之则表明本次设计结果满足实际的应用要求,可以作为操作方案进行使用[3]。

3.5明确蓄水位与死水位

通过明确蓄水位与死水位的基本情况,对于水库正常水位的确定有着积 木及 的帮助作用。在实际应用中,可以结合蓄水位与死水位的具体情况,与相关人员商讨水库正常水位的准确性。若水库在以往的应用过程中出现过水位降低的情况,那么应该充分考虑水位变化情况的影响性,并与相关部门进行协商,重新确定水库的正常水位。

3.6做好当地部门的协调工作

通过做好当地部门的协调工作,能够提高水文计算工作开展的有序性,提高计算结果的科学性。在具体的操作过程中,需要和当地水利管理部门做好沟通工作,掌握更加详细的数据信息,从而实现工程的优化设计,提高加固方案的可操作性。

4结束语

综上所述,做好资料收集工作,能够为后续计算过程的顺利推进奠定坚实的基础,做好现场勘查工作,有利于提升水文水利计算结果的准确性,确定洪水标准内容,可以规范整个计算过程,做好合理性分析,可以提高水文水利计算结果的客观性,明确蓄水位与死水位的基本情况,对于水库正常水位的确定有着积 木及 的帮助作用,做好当地部门的协调工作,能够提高水文计算工作开展的有序性。通过做好水文水利计算工作,对于提高除险加固方案设计的科学性,延长水库工程使用寿命有着积 木及 地作用。


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