淺析水利工程規(guī)劃設(shè)計中的水文問題

崔洪志

摘? 要：在水利工程的規(guī)劃以及設(shè)計過程中，為了確定工程規(guī)模，需要水文計算提供后工程運行期間徑流過程。水利工程使用年限可達幾十年，甚至是上百年，根據(jù)當前水文預(yù)報由成因分析，預(yù)報未來長期及徑流過程是非常困難的。所以工程規(guī)劃期間通常會選擇一定時期的水文觀測資源，以此進行水文分析、計算，估算并且預(yù)測工程使用期間可能出現(xiàn)的水文形勢。其中，分析工程規(guī)劃設(shè)計中的水文問題十分關(guān)鍵，該文針對水利工程規(guī)劃設(shè)計中若干水文問題給出了詳細的分析和探究。

關(guān)鍵詞：水利工程;規(guī)劃設(shè)計;水文問題

中圖分類號：TV512? ? ? 文獻標志碼：A

水利工程的應(yīng)用年限為幾十年甚至可以使用上百年。在規(guī)劃水利工程的過程中，對于水文資料的應(yīng)用十分關(guān)鍵， 資料與工程的建設(shè)非常緊密，并且在建設(shè)的過程中，還需要對水文問題進行分析。水文觀測資料可計算以及分析所在區(qū)域的水利工程數(shù)據(jù)，并對之后計算的水文情況有所了解，以便更好地為水利工程建設(shè)提供服務(wù)。

1 水利工程常見的水文地質(zhì)條件

1.1 水文條件以及地質(zhì)參數(shù)

通常情況下，地域的水文條件包括地下水的種類，主要有上層滯水、潛水、承壓水等。地區(qū)巖層的水理特征包括水性、透水性和溶水性等;地下水的形態(tài)特征包括水溫、水質(zhì)以及水位的變化規(guī)則;地下隔水層以及含水層之間的厚度，深度和彼此的組合關(guān)系、空間分布和規(guī)律;地下水的運動情況有水的流量、流向、流速以及四周水系的補給;地下水的水質(zhì)涵蓋了地下水的物理性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)等;水文條件與水利工程建設(shè)的穩(wěn)定性十分關(guān)鍵，水庫是否有漏水問題以及地下水資源是否穩(wěn)定，都是需要高度關(guān)注的重點問題。

1.2 土石的類型和性質(zhì)

水利工程建設(shè)中建筑物、建筑地基和建筑介質(zhì)等應(yīng)用的材料，包括土和巖石、土地性質(zhì)以及巖石的性質(zhì)，對工程建設(shè)起到關(guān)鍵性的作用。其中相應(yīng)的性質(zhì)和種類與建筑物的安全穩(wěn)定性聯(lián)系非常緊密，還會對建筑的經(jīng)濟性以及技術(shù)選擇產(chǎn)生相應(yīng)的影響。

1.3 地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況

水文條件當中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)因素，會在巖體結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)構(gòu)造兩個方面有所體現(xiàn)，巖體結(jié)構(gòu)包括沒有形成固結(jié)成巖石的第四級土層結(jié)構(gòu)，主要由不同原因產(chǎn)生的土層以及土層的變化、土層空間以及成層空間、分布規(guī)律的地質(zhì)構(gòu)造。結(jié)合構(gòu)造的形態(tài)可以分為傾斜以及褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造等3種不同的類型。在水文條件當中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)對建筑物的施工位置、材料以及施工方法等不同的方面，皆會產(chǎn)生影響。

地形地貌特征，一般為工程區(qū)域的地表情況、山脈形勢、高地以及山脈中水系、植被分布以及建筑物情況等，為工程地表的重要類型、構(gòu)成原因以及相應(yīng)的發(fā)育情況。

1.4 天然建筑材料

在建設(shè)水利工程之前，還詳細并且嚴謹?shù)乜辈焖灰约暗刭|(zhì)，主要的工作就是詳細勘察四周的天然建筑材料，天然建筑材料的具體位置、分布情況以及材料質(zhì)量等，都需要有非常明確的了解，以便為之后的水利工程規(guī)劃設(shè)計奠定堅實的基礎(chǔ)。

2 水利工程中的水文問題

2.1 設(shè)計洪水

設(shè)計洪水包括洪峰流量等，是對大壩工程以及泄洪建筑物尺寸進行確定的重要指標，洪水設(shè)計的計算當中，包括的方式有2種。1）數(shù)理統(tǒng)計法，具體來說就是把暴雨或者洪水作為隨機事件，運行數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的方法以及知識對指定頻率的設(shè)計洪水進行推算，該方法也被稱之為頻率的設(shè)計洪水。2）水文氣象途徑，具體來說就是利用水文學(xué)的原理和方式，或者氣象學(xué)的原理和方式，對近似于物理上限的洪水進行推求，也就是說可能產(chǎn)生的最大洪水或者最大暴雨，這一方法就是水文氣象法;頻率分析法需要結(jié)合短期內(nèi)的灌水資料，借助頻率曲線的外延，對不同的設(shè)計標準的設(shè)計洪水進行推求，該方式取得的設(shè)計洪水，有非常精確的頻率概念，但物理形成過程還有些不清晰;水文氣象法需要結(jié)合特大暴雨資料，在此前提下，與流域特征工程進行結(jié)合，才可對大降水進行推求，并將其進行轉(zhuǎn)化，使其成為洪水，就可以推斷出最大洪水，這樣便可獲取灌水，在一些主要的步驟上，可從物理成因上獲取相應(yīng)的解釋，但不能夠明確頻率概念。

2.2 水文預(yù)報

水文預(yù)報屬于工程規(guī)劃設(shè)計中非常關(guān)鍵的工作內(nèi)容，對水利工程的建設(shè)會產(chǎn)生非常重要的作用，也對水利安全產(chǎn)生了相應(yīng)的影響。水文預(yù)報的內(nèi)容包括2種。1）枯季徑流。2）洪水預(yù)報。在實施枯季徑流預(yù)報的過程中，需要在很短的時間中實施，并做好長期關(guān)注以及長期預(yù)報的工作，可為水電站以及水庫工作計劃提供相應(yīng)的依據(jù)。其中，洪水預(yù)報最關(guān)鍵的目標就是提供水利工程的供度汛資料，比較枯季的徑流，更加注重短時期的實施預(yù)報。

2.3 水庫水量之間的平衡

水庫水量平衡，在大型水利水電工程中非常關(guān)鍵，起到的作用不容忽視。因此，對于該項工作的完善十分關(guān)鍵。 該項工作的相關(guān)計算工作，包括計算水庫的入流、出流以及損失。在計算損失的過程中，所涵蓋的范圍非常廣泛，主要包括水庫當中本身的滲漏引導(dǎo)的水量增減、蒸發(fā)引起的水量增減以及水結(jié)冰產(chǎn)生的各項損失。此外，與水庫入流和出流進行比較，存在更大的計算難度，并且計算需要的資料也相對少一些，所以一般會借助間接分析的形式進行確定。

2.4 徑流設(shè)計

在設(shè)計水利以及對水利徑流進行調(diào)節(jié)的過程中，最關(guān)鍵的依據(jù)是徑流設(shè)計。其中，還要與水利工程中不同項目的具體情況進行結(jié)合。其中，針對徑流的設(shè)計，需要的深度以及相應(yīng)的設(shè)計內(nèi)容存在一定的差異。相應(yīng)的設(shè)計工作包括：分析時段徑流、分析年徑流、分析年內(nèi)分配。并且，還需要分析常年持續(xù)的枯水段。同時，如果是調(diào)節(jié)庫容比較少的徑流式應(yīng)稅工程，還需每日針對豐水、枯水、平水年徑流、枯水期的徑流進行相應(yīng)的分析。

2.5 計算泥沙

河流的泥沙量會對水利工程的應(yīng)用壽命產(chǎn)生很大的影響，也會影響其經(jīng)濟效益。所以，在建設(shè)的過程中，計算泥沙十分關(guān)鍵。計算泥沙會分析泥沙顆粒以及沙量，泥沙淤積和產(chǎn)生淤泥的速度。實施計算對關(guān)鍵的目標便是向工程的建設(shè)提供相應(yīng)的依據(jù)，使其綜合效益以及使用壽命得到提升。

3 我國水文問題的研究現(xiàn)狀

從20世紀80年代到今天，由于國民經(jīng)濟的全面發(fā)展，水利水電工程的建設(shè)也得到了迅速發(fā)展，尤其是對“水電富礦”方針的提出，構(gòu)建了一條河流一個河段，連續(xù)進行階梯開發(fā)的形式，這便使洪水計算產(chǎn)生了一些全新的問題。例如需要對上游水庫調(diào)蓄對下游斷面的灌水概率分布產(chǎn)生的影響進行詳細分析;怎樣借助上游水庫的蓄水作用將下游工程施工期的洪水進行減少等。所以針對這一系列的研究工作制定了全新的技術(shù)，如當前應(yīng)用的隨機模擬技術(shù)，在防洪規(guī)劃設(shè)計、洪水計算以及防洪調(diào)度、水庫設(shè)計中有著廣泛的應(yīng)用，不同的單站、多站模型以及隨機生成的技術(shù)都在逐步發(fā)展。在實際工程設(shè)計以及規(guī)劃當中，在得到有效應(yīng)用的同時，對古洪水的相關(guān)研究工作也有了重大突破和進展。很多大規(guī)模的工程，都開始對防洪風(fēng)險分析進行應(yīng)用，并提出了有效的風(fēng)險計算方式以及模型。

4 結(jié)語

總之，水利事業(yè)屬于公益性事業(yè)，與國民經(jīng)濟發(fā)展有著重要的聯(lián)系，水利工程可對珍貴的水資源進行有效開發(fā)，并成為人民生產(chǎn)和生活的支持能源。所以在相關(guān)的設(shè)計規(guī)劃中，針對存在的水文問題分析非常關(guān)鍵，與工程的各個方面息息相關(guān)，因此要提高認識，嚴謹研究水文問題，以便提升工程建設(shè)的水平。

參考文獻

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