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水利水电相关知识:水库汛限水位挖掘的潜力点

发布时间:2019-03-14 16:06:05  所属类别:建筑技术文章   已被:

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1、防洪标准

水库防洪标准是通过设计洪水数值的大小体现的。我国目前采用的是以高纬度国家苏联为代表的万年一遇洪水和与中低纬度国家美国为代表的可能最大洪水(PMF)两种标准中的最大者,实际上以苏联标准为主,山区和平原大型水库分别采用万年一遇洪水、两千年一遇洪水标准设防。苏联是高纬度国家,年最大洪水多以融雪为主形成,变差系数cv较小,万年洪水仅为多年平均值的2~5倍。中国纬度较苏联的偏低,暴雨是形成洪水的主因,变差系数cv较大,万年洪水为多年平均值的6~10倍,北方则高达14~30倍。对中国河流近600年来历次洪水的考证也证实,其中最大值接近于PMF,而PMF一般比万年洪水小10%~30%。一些学者已经对我国在缺水的情况下仍套用苏联经验提出了质疑。

2、流域下垫面

由于人类活动的影响,流域的下垫面较以前发生了很大改变。

(1)直接影响

建国初期所建的大型水库是在全流域范围根据气候和特定的下垫面条件完成水文演算的。此后几十年,水库上游相继建起的一系列蓄水建筑物使流域下垫面条件发生了改变,汇流成洪条件也相应发生了改变。在上游工程防洪标准高于下游水库防洪标准的情况下,洪峰及时段洪量减少,峰现时间延后,水库的防洪风险相应降低。

(2)间接影响

人类的生产活动也间接对径流产生影响。一方面,农作物增加了水分蒸腾,降低产流能力;另一方面,人们开采地下水和矿藏为接纳降水腾空了地下库容。山西一些地区由于采煤,地面河流已经连年干涸。海河中西部平原近年该区发生量200mm的暴雨未发生大的涝灾,而相同量级降雨在2O世纪60~70年代将造成相当严重的灾情出现。目前国内有关地下水库的研究较少。

3、分期汛限水位控制

水库汛限水位的确定与PN率设计洪水及最大出库流量有关。在最大出库流量不变的情况下,在年际尺度上,根据踬率设计洪水可确定出一个固定汛限水位值;在年内尺度上,由于设计洪水只发生于汛期,可认为汛前P频率设计洪水发生率为1,汛末为0,其间逐渐递减,相应的汛限水位可形成由低到高的曲线而水文风险不变。汛限水位动态调控方法不但增加了水库的兴利库容,在汛前将库水位用至汛限水位以下的情况下,还可减小汛期的防汛风险。此外,国家在水库加固中重视扩大泄流能力也是汛限水位调整的有利因素。

4、天气预报

水文专家庞炳东指出,汛限水位是水库迎接设计洪水,而设计洪水并非每年都出现。过去由于天气预报技术落后,无法对下一步可能发生的洪水进行相对准确的预估,水库运行控制时较为保守,往往为等待设计洪水,失去了蓄水机会。随着天气预报精度的提高,人们可以从物理成因角度去探求洪水成因,而不必把注意力偏重于以概率和统计学为基础的小概率事件上。

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