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水利工程影響下的洪水預報問題探究

時間:2018年11月20日 分類:農業論文 次數:

下面文章主要總結了水利工程影響下的洪水預報與洪水重現模型,并通過實例對水利工程影響下的歷史暴雨重現加以分析,希望可以實現水利工程建設的快速進步,因此無節制地建設水利工程嚴重影響了區域水文條件,致使區域洪水預報的準確性較差,而本文的研究可以

  下面文章主要總結了水利工程影響下的洪水預報與洪水重現模型,并通過實例對水利工程影響下的歷史暴雨重現加以分析,希望可以實現水利工程建設的快速進步,因此無節制地建設水利工程嚴重影響了區域水文條件,致使區域洪水預報的準確性較差,而本文的研究可以為水利工程影響下的洪水預報問題提供相關的解決方式。

  【關鍵詞】水利工程,洪水預報,洪水重現

地下水

  1引言

  盡管修建水利工程可以調配、控制區域水資源,達到防洪、灌溉、發電、航運等目的,但在一定情況下,若在河流上游大范圍地修建諸如水庫等水利工程會對水流的流向與流速產生一定影響,導致該區域的水文資料難以統一,不利于傳統的水文計算與分析。倘若該區域處于汛期初期或雨水較少,水利工程會極大地影響該區域的地表徑流,地表徑流被水庫等攔截,造成區域地表徑流的預報準確性較低。從有關統計數據看來,世界一半以上的河流已修建水利工程,據有關專家預計,至2060年,河流水利工程修建數量會增至80%[1]。由此可見,我國應重視水利工程影響下的洪水預報與歷史暴雨重現的研究工作。

  2水利工程影響下的洪水預報

  從我國整體情況來看,大范圍、無節制地興建水利工程不僅會對洪峰、洪量造成影響,而且在特大暴雨時極有可能導致水利工程潰壩。因此,有關部門可利用潰壩水動力模型模擬分析,并收集區域暴雨、洪水的歷史資料進行詳細對比和分析。

  3洪水重現模型簡述

  以半分布式水文模型為例,該模型主要以區域地形為基礎,通過地形指數反映下墊面的空間變化情況,進而模擬變動產流面積。不同于傳統的集總式流域水文模型,該半分布式水文模型在區域地形指數、流域平均缺水量的基礎上,進一步對流域各點的缺水量進行計算、分析。

  本文的半分布式模型可對流域內下墊面含水量的變化情況及時反映。在本文的半分布式水文模型中,SDi表示非飽和土壤的蓄水能力;Suz,i表示在點i處的非飽和區土壤含水量;α=Suz,i/SDi表示水分變化最活躍的土壤非飽和區干旱濕潤程度。若α≥A,水利工程的流放作用較為顯著;若B≤α≤A,水利工程對區域洪水預報基本無影響;若α≤B,水利工程的攔蓄作用較為顯著[2]。

  其中A、B為0至1之間的常數,設洪水開始時水利工程空余庫容量V1大于場次洪水總攔蓄量,洪水開始時水利工程空余庫容量V2大于總流放量,則可得到以下公式:V1=(1-α)VV2=αV式中,V為水利工程年代最大影響量。水利工程庫容變化分析可查閱有關的水利工程運行資料,尤其是典型洪水過程的詳細資料,分析后可獲知不同類型水利工程的最大蓄洪比。年代水利工程最大影響能力可以通過上述步驟得到。

  4水利工程影響下的歷史暴雨重現、洪水預報分析

  4.1水利工程最大影響量分析

  本次分析主要以新疆南疆地區阿克蘇河流域內的水庫、河道等水利工程對流域內洪水影響為例。本文將阿克蘇河流域的庫瑪拉克河分為國外段Ⅰ段、國內小石峽水庫Ⅱ段、小石峽水庫Ⅲ段。阿克蘇河流域由國內的2條主要支流組成,分別是托什干河和庫瑪拉克河,2條河在溫宿縣境內匯合,防洪線全長約250km,重點險工險段6處共約140km,庫瑪拉克河和托什干河是保障溫宿縣及阿克蘇市約2.0×105人口、6.67×108m2耕地及314國道、南疆鐵路等重要基礎設施的防洪安全。現階段該河流控制性樞紐水庫、攔河閘共計5座,正實施控制性水庫2座,總庫容可達1.8×109m3。

  其中,以目前發揮作用得小石峽水庫及正在建設得大石峽水庫即國內小石峽水庫Ⅱ段的水利工程數量占比較大,占阿克蘇河流域面積的60%以上,區域洪水總量的預報受國內小石峽水庫Ⅱ段水利工程的影響最大,本文主要對小石峽水庫Ⅱ段的水利工程的水文條件進行分析。不同級量的水庫因采用差異化的計量方式,有關人員需重視通過水利工程的綜合應用研究流域出口斷面,若要進一步研究、分析水庫的攔蓄特征以及運行規律,有關人員必須分析與計算樹立工程影響下的洪水最大影響量。

  大型水庫的影響量計算一般為興利庫容值,這是由于低水位的大型水庫能夠較好地攔截洪水。一旦主汛期到來,水位會高于正常蓄水量。

  4.2歷史暴雨洪水重現分析

  根據上文水利工程分布情況以及模型半分布式水文模型的參數等,可以得到阿克蘇河流域小石峽水庫Ⅱ段的洪水重現模型。在水利工程的影響下,客觀流量與歷史實測流量相比存在一定的變化,洪水客觀流量在水利工程攔蓄的影響下,洪量減小,為該區域防洪工作提供了有效支持。

  4.3洪水預報方案調整

  在水電站、水庫蓄水等因素的影響下,阿克蘇河流域水利工程的蓄水水位發生一定變化,報汛流量不一定能夠真實反映客觀流量,而頻繁的修線會導致洪水預報誤差較大。阿克蘇河流域的洪水預報方案的制定需要在掌握流域內的水電站、水庫等水利工程運行情況的基礎上進行,掌握各級別的水電站以及水庫的調配方案才可及時修訂預報方案,保障區域洪水預報的準確性與及時性。

  5結語

  綜上所述,流域內的徑流變化情況、洪水的形成受水利工程的影響較大,盲目地興建水利工程會不利于制定明確、具有針對性的區域防洪標準,降低了區域防洪預報的準確性。不同的模型之間的計算結果存在一定的誤差,正確辨別其與水利工程的影響仍值得深思。

  【參考文獻】

  【1】滕玉楠,馬得蓮.珊溪水利樞紐工程對下游河道影響分析研究[J].中國農村水利水電,2015(11):75-76.

  【2】葛于晉,何斌,梁國華,等.考慮上游中小型水庫影響的北方地區洪水預報方法研究[J].水資源與水工程學報,2015(5):26.

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