關(guān)于水庫優(yōu)化設(shè)計(jì)理論探究

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1、關(guān)于水庫優(yōu)化設(shè)計(jì)理論探究　　摘要：本文通過對(duì)水庫工程優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等方面論證其可行性，并重點(diǎn)對(duì)水庫優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集、測(cè)量技術(shù)運(yùn)用重點(diǎn)注意事項(xiàng)進(jìn)行提出了要求。關(guān)鍵詞：水庫工程優(yōu)化設(shè)計(jì)庫容優(yōu)化數(shù)據(jù)中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A水庫有山谷水庫、平原水庫、地下水庫等，以山谷水庫，特別是其中的堤壩式水庫，為數(shù)最多。通常所稱的水庫工程多指這一類型。它一般都由擋水、泄洪、放水等水工建筑物組成。這些建筑物各自具有同作用,在運(yùn)行中,又相互配合形成水利樞紐。水庫工程規(guī)劃通常應(yīng)在流域規(guī)劃、

2、地區(qū)水利規(guī)劃或有關(guān)專業(yè)水利規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行。水庫工程是一項(xiàng)重要的水利工程設(shè)施，科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以根據(jù)人們的需要改變河流中的流量變化過程，有效地?cái)r蓄洪水，提高枯水徑流，達(dá)到防洪、興利、綜合利用水資源的目的。1水庫優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義1.1水庫水庫是我國(guó)防洪廣泛采用的工程措施之一。在防洪區(qū)上游河道適當(dāng)位置興建能調(diào)蓄洪水的綜合利用水庫，利用水庫庫容攔蓄洪水，削減進(jìn)入下游河道的洪峰流量，達(dá)到減免洪水災(zāi)害的目的。71.2水庫的興利作用就是進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)，蓄洪補(bǔ)枯，使天然來水能在時(shí)間上和空間上較好地滿足用水部門的要

3、求。2水庫優(yōu)化設(shè)計(jì)水庫特征水位的選擇2.1水庫特性曲線。水庫的特征曲線是描述水庫庫區(qū)地形特征的，包括：水庫水位~面積曲線H~f（A）。水庫水位與容積曲線H~f（V）（V＝，而（A1+A2）2.2選擇正常蓄水位。要根據(jù)庫區(qū)淹沒浸沒情況、壩址及庫區(qū)地形地質(zhì)條件、河流開發(fā)的梯級(jí)銜接以及水文特性等，先擬定允許的極限變動(dòng)范圍，而后再在這一范圍內(nèi)擬定若干比較方案，通過各方案的水利動(dòng)能指標(biāo)、效益指標(biāo)和投資、工期等確定。2.3選擇死水位。要根據(jù)水庫庫容特性、綜合利用要求以及設(shè)計(jì)、施工、機(jī)電等方面的特殊限制條件，在可

4、能的上下限間擬定幾個(gè)方案進(jìn)行比較。2.4選擇防洪限制水位。關(guān)鍵在于協(xié)調(diào)防洪與興利的矛盾，在多泥沙河流還涉及對(duì)泥沙淤積速率與部位的控制，多在擬定的正常蓄水位基礎(chǔ)上進(jìn)行一些方案比較。防洪高水位、設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位都屬與攔洪有關(guān)的水庫水位，水位高低取決于水庫下游保護(hù)對(duì)象的防洪標(biāo)準(zhǔn)、水庫工程等級(jí)及設(shè)置的泄洪設(shè)施，一般可在選定的其他特征水位的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部方案比較。72.5水庫總庫容。對(duì)各種水位和庫容進(jìn)行分析和計(jì)算，V總＝V死+V興+V防+V超，最后根據(jù)水庫水位與容積曲線圖上查出相應(yīng)V總時(shí)的水位，加安全超

5、高和風(fēng)浪爬高，即得水庫壩頂高程。3水庫優(yōu)化設(shè)計(jì)中需要注意的重點(diǎn)部位設(shè)計(jì)3.1工程安全。水庫蓄水后，一旦失事將會(huì)造成可估量的損失，為此要把這一問題放在首要位置加以考慮。除必須對(duì)采用的水文資料、地質(zhì)資料、水力計(jì)算、水工結(jié)構(gòu)分析等方面的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)外，還要對(duì)某些自然因素、人為因素可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)作出估計(jì)。3.2泥沙問題。多泥沙河流上的水庫蓄水后，將引起水庫淤積和壩下游河道的沖刷，從而對(duì)航運(yùn)、防洪、供水等方面造成一些新問題。對(duì)此，要慎重對(duì)待，根據(jù)水庫運(yùn)用條件進(jìn)行沖淤分析計(jì)算。必要時(shí)要研究設(shè)置適當(dāng)?shù)呐派吃O(shè)施，

6、并考慮對(duì)水庫運(yùn)行方式加以某些限制。按泥沙因素確定死庫容，年淤積體積V淤年=FsF/r。其中，F(xiàn)s：年淤積量模數(shù)，以噸表示，根據(jù)環(huán)保部門、水土保持部門的資料得到。F：承面面積（Km2）r：泥沙的淤積容量，一般為1.1~1.6噸/立方米。V死=V淤年N。73.3庫區(qū)淹沒。編制工程規(guī)劃時(shí)，要根據(jù)水庫運(yùn)行方式，考慮淹沒對(duì)象的具體條件劃定淹沒范圍并擬定同的處理標(biāo)準(zhǔn)，提出相應(yīng)的處理規(guī)劃。中國(guó)人多地少，許多水庫建設(shè)都將涉及大量移民安置問題。妥善安排移民生產(chǎn)生活，是處理規(guī)劃中的重要內(nèi)容。3.4生態(tài)環(huán)境。水庫建成后，

7、對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響，也常是衡量工程可行性的重要因素。通常需要考慮的，除上述因庫區(qū)移民、水庫泥沙帶來的問題外，通常還需考慮：水庫蓄水后對(duì)水溫、水質(zhì)、漁業(yè)生產(chǎn)條件、文化資源損失、庫區(qū)生物群體環(huán)境、疾病傳播與人群健康等方面的影響。所有這些都要作好預(yù)測(cè)并認(rèn)真加以分析。根據(jù)規(guī)劃的發(fā)電量所需最低水頭的壩前高程，該水位以下的庫容為死庫容。養(yǎng)殖水深大于2米，按規(guī)劃航運(yùn)終點(diǎn)航船要求的枯水季的吃水深度，該水位以下的為死庫容。3.5水庫興利庫容及水位。水庫一般是年調(diào)節(jié)，年調(diào)節(jié)前提：年來水＞年用水，多年調(diào)節(jié)：設(shè)計(jì)年來水＜

8、設(shè)計(jì)年用水，但多年設(shè)計(jì)年來水＞多年設(shè)計(jì)年用水。調(diào)節(jié)計(jì)算的原理是把調(diào)節(jié)周期分為若干個(gè)計(jì)算時(shí)段，并按時(shí)序進(jìn)行逐時(shí)段的水庫水量平衡計(jì)算。根據(jù)不計(jì)入損失時(shí)的V興，加以考慮計(jì)入損失庫容，得出相應(yīng)計(jì)入損失的V興，再加上死庫容得出總庫容，然后在H－f(v)曲線查出相應(yīng)水位即為興利水位。73.6設(shè)計(jì)洪水計(jì)算。首先作一定的資料收集，審查可靠性和代表性的洪水流量，再作修正工作（插補(bǔ)延長(zhǎng)洪水徑流系數(shù)），作歷史洪水調(diào)查。然后根據(jù)在水文系列資料中，每年選一最大洪峰流量進(jìn)行水文統(tǒng)計(jì)，繪制理論頻率