梯級(jí)水庫對(duì)洪水特性的影響研究.pdf

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1、第41卷第10期人民長江Vo】．41．No．102010年5月YangtzeRiverMay，2010文章編號(hào)：1001—4179(2010)l0—0048一O4梯級(jí)水庫對(duì)洪水特性的影響研究郭倩，武學(xué)毅2，姚偉濤，閏峰(1．北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，北京100022；2．中國水利水電科學(xué)研究院，北京100038)摘要：在水情預(yù)報(bào)精度較低時(shí)，為了利用水庫洪水特性給水庫洪水調(diào)度提供依據(jù)，在統(tǒng)計(jì)多年實(shí)測洪水資料的基礎(chǔ)上，分別對(duì)不同洪峰流量和洪量的關(guān)系以及最大洪峰流量和洪量的關(guān)系進(jìn)行一元線性回歸擬合。同時(shí)，用指數(shù)函數(shù)對(duì)洪峰流量和傳播時(shí)

2、間的關(guān)系進(jìn)行擬合，從峰量關(guān)系和洪水傳播時(shí)間兩方面研究梯級(jí)水庫對(duì)洪水特性的影響。工程實(shí)例驗(yàn)證表明，從上述兩方面研究水庫洪水特性可行、正確，可為水庫洪水特性研究提供一種思路和方法。關(guān)鍵詞：梯級(jí)水庫；洪水特性；峰量關(guān)系；洪水傳播時(shí)間；烏江中圖法分類號(hào)：TV122文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的水資源危機(jī)，應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)流烏江流域?yàn)榻邓a(bǔ)給河流，洪水主要由暴雨形成。域洪水資源化，學(xué)術(shù)界正在對(duì)動(dòng)態(tài)汛限水位線進(jìn)行廣降雨集中在5～10月，暴雨集中在6，7月。洪水呈現(xiàn)泛的研究¨。水庫來水條件(氣象預(yù)報(bào)、降雨預(yù)報(bào)、匯流迅速、漲落快、峰型尖瘦、洪量集

3、中的特點(diǎn)。一次產(chǎn)匯流計(jì)算)是水庫動(dòng)態(tài)調(diào)度的前提，若預(yù)報(bào)精度不洪水過程以3d洪量為主，3d洪量占7d洪量的65％高或無預(yù)報(bào)時(shí)，需對(duì)以往實(shí)測洪水資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，左右。確定水庫峰量關(guān)系、水庫問洪水傳播時(shí)間，為水庫調(diào)度2水庫峰量關(guān)系研究提供科學(xué)、合理的依據(jù)。本文以烏江下游構(gòu)皮灘水庫、思林水庫、沙沱水庫對(duì)水庫峰量關(guān)系的研究，應(yīng)采取橫縱兩種研究思為研究對(duì)象，針對(duì)梯級(jí)水庫特點(diǎn)，在分析其歷史實(shí)測水路。橫向：對(duì)于同一洪量，研究年最大洪峰流量、年最文資料的基礎(chǔ)上，研究梯級(jí)水庫問的峰量關(guān)系和洪水大和最小洪水洪峰流量、全年洪峰流量與之對(duì)應(yīng)的關(guān)傳播時(shí)

4、間，為水庫洪水特性研究提供一種思路和方法。系；縱向：對(duì)于同一洪峰流量，研究與其對(duì)應(yīng)的i，3，7d洪量問關(guān)系，并采用最小二乘法進(jìn)行一元線性回歸擬l流域水文特性A[4]口O烏江是長江上游南岸最大的一條支流，全長10372．1不同洪峰流量與洪量關(guān)系研究km，流域面積為87920km。烏江中上游暴雨持續(xù)時(shí)根據(jù)以往慣例，分析洪水峰量關(guān)系時(shí)，多采用年最間多在1～2d內(nèi)，除下游涪陵一帶外，烏江流域1d最大洪峰流量與對(duì)應(yīng)洪量進(jìn)行分析。擬合結(jié)果見表1，大暴雨沿干流向下逐漸增多。5～1O月，暴雨持續(xù)時(shí)各擬合直線的相關(guān)系數(shù)見表2。間和量級(jí)均占全年9

5、0％左右。面積廣、強(qiáng)度大的暴雨以構(gòu)皮灘水庫洪峰流量與洪量擬合函數(shù)為例，將多發(fā)生在6月上旬至7月中旬。秋季受冷峰低槽和兩擬合曲線繪于圖1～3中。高切變天氣的影響，9，10月常出現(xiàn)暴雨，但暴雨強(qiáng)度從表1可以看出，對(duì)于同一水庫，采用不同洪峰流和量級(jí)均不及夏季大。此外，烏江上游地區(qū)發(fā)生秋季量與洪量進(jìn)行擬合，擬合直線的斜率基本相同，說明用暴雨的次數(shù)常多于中下游地區(qū)。年最大洪峰流量與對(duì)應(yīng)洪量推求峰量關(guān)系曲線具有代收稿日期：2010—02—09；修回日期：2010—04—12作者簡介：郭倩，女，碩士研究生，主要從事水文與水資源研究。E—ma

6、il：guoqian一1004@163．corn第10期郭倩，等：梯級(jí)水庫對(duì)洪水特性的影響研究49表性。從表2可以看出各擬合直線相關(guān)系數(shù)均較大，方程的相關(guān)系數(shù)列于表4。直線與原始數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合較好。表1梯級(jí)水庫不同洪峰流量一洪量關(guān)系擬合方程注：①代表洪峰流量，單位：nl／s；Y代表洪量，單位：億m；②年最大洪水洪峰流量取實(shí)測洪水序列年中，每年所有洪水中洪峰最大值；③年最大和最小洪水洪峰流量取實(shí)測洪水序列年中，每年所有洪水圖2年最大和最小洪水洪峰流量與1d洪量擬合直線中洪峰最大和最小的值；④全年洪峰流量取實(shí)測洪水序列年中，所有洪水洪

7、峰值。從圖1～3可以看出，年最小洪峰及較小洪峰數(shù)據(jù)點(diǎn)都集中在擬合直線下部，對(duì)擬合直線影響較小。用＼刪年最大洪峰流量與洪4量2擬合0的8直線6可應(yīng)4用2于推0求不同洪峰下的洪量。2．2年最大洪峰流量與l，3，7d洪量關(guān)系在我國，1，3，7d暴雨是一次暴雨的核心部位，故采用最小二乘法研究洪峰流量與3種歷時(shí)洪量的關(guān)系，擬合出結(jié)果見表3。圖3全年洪峰流量與1d洪量擬合直線表3梯級(jí)水庫最大洪峰流量一洪量關(guān)系擬合方程表4梯級(jí)水庫最大洪峰流量一洪量關(guān)系函數(shù)相關(guān)系數(shù)圖1年最大洪峰流量與1d洪量擬合直線表2梯級(jí)水庫不同洪峰流量一洪量關(guān)系函數(shù)相關(guān)

8、系數(shù)從表4看出，各水庫年最大洪峰流量與對(duì)應(yīng)1，3，7d洪量擬合函數(shù)線性相關(guān)系數(shù)逐步減小，函數(shù)相關(guān)性有所降低。這是因?yàn)椋瑢?duì)于1d洪量，歷時(shí)較短，洪量大小主要受洪峰流量影響，隨歷時(shí)增長，較小洪峰對(duì)從表3看出，對(duì)于同一水庫的峰量關(guān)系函數(shù)，在某洪量影響逐步加大，單用最大洪峰流量進(jìn)行擬