水库水文工程设计论文

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1工程水文在水利工程设计中的任务

工程水文是水利工程设计中必需的重要基础资料，并贯穿了水利工程设计规划、项目建议书、可研、初设各阶段。在水利工程设计前期必须编制工程水文分析计算报告，而且必须通过水文水资源局主管部门审查通过。工程水文的任务是为水利工程设计提供以下各方面相关资料:河流水系概况、气象、水文基本资料、径流、洪水、泥沙、冰情、水质及水面蒸发等，这基本涵盖了工程水文所涉及的所有内容，尤其是泥沙、径流及洪水资料在确定水利工程规模方面起到了重要作用，而水库工程是较典型水利工程，以下就泥沙、径流、洪水资料在某水库工程设计中的应用作为论述。

2工程水文在水库工程设计中的运用

2．1水库基本概况

该水库为山区水库，主要任务是以工业、城镇生活供水和灌溉为主，兼顾防洪。要求灌溉服从工业和城镇生活用水。水库所在河流上游2．5km处有国家基本水文站，具有1962～2010年49年完整的、经审编的实测水文资料，主要观测项目有水位、流量、悬移质输沙率、水温、降水、水面蒸发、气温、水质监测等。

2．2泥沙资料在水库工程设计中的运用

水库建成后，并不是全部容积都可用来进行径流调节，因为泥沙的沉积迟早会将部分库容淤满，因此要根据河流泥沙资料计算水库死水位，由此推出死库容。

(1)泥沙基本资料:水库所在河流上设置有水文站点，河流实测悬移质泥沙资料从1962年开始，共收集了该站1962～2010年共49年实测输沙率及输沙量资料。水库多年平均入库悬移质输沙量为1．53×104t，多年平均入库推移质输沙量为0．38×104t，以悬移质干容重1．3t/m3计，推移质干容重1．8t/m3计，折算成体积，该水库多年平均入库悬移质输沙量为1．18×104m3，多年平均入库推移质输沙量为0．21×104m3，则库沙比(V/WS)为2058，属于泥沙问题不严重的水库。

(2)水库泥沙冲淤计算:各月入库流量、出库流量和相应的坝前水位采用径流调节计算的长系列成果，各月入库含沙量采用相应的实测系列值，进行水库泥沙淤积计算。水库库水位变化较大时，计算时段步长和水位根据水库径流调节成果按月进行初步划分，以水位变化0．1m为一个单位进行水位内插，根据划分的水位步长再细分时段步长，由此绘制水库不同淤积水平年淤积纵断面图，再采用一维不平衡输沙数学模型进行淤积分析计算，即可计算出水库各水平年淤积量，从而得出死库容值。见表1。最终可根据水库运行水平年确定淤积水平年为50年，故该水库死库容为247×104m3。因为泥沙计算是一门专业性很强的计算，其计算过程在河流泥沙专业书籍中均详述，该文中就不叙述了。

2．3径流资料在水库工程设计中的运用

(1)径流基本资料:该水库坝址处无实测水文资料，坝址上游2．5km处设有国家基本水文站，具有1962～2010年49年较完整的实测水文资料，根据该水文站集水面积，按径流深等值线图法计算出的区间水量，演算至拟建水库坝址，推出该水库坝址处1962～2010年49年长系列径流资料。

(2)径流调节:径流调节步骤为:①确定水库坝址处的径流资料，可直接引用水文资料最终结果;②确定水库所辖范围内的用水项，确定设计水平年，设计保证率;③进行需水预测，确定各业需水过程线;④分别就现状年和设计水平年进行水资源供需分析，确定水资源可利用量(与设计保证率相对应)、参与平衡计算的需水量，并得出供需分析结论;⑤径流调节计算，采用长系列法(利用表2中数据)逐月平衡计算，可得出水库兴利库容，再采用典型年法(与设计保证率相对应的某年)对兴利库容进行复核。该水库项目供水范围是该县工业园区、22亿m3煤制天然气项目和水库下辖灌区。主要需水项为工业用水及农业灌溉用水。现状年2011年，设计水平年为2025年。根据规范要求:工业园区工业和生活用水保证率为95%，灌区中农业常规灌溉用水设计保证率为75%，滴灌灌溉用水保证率为85%。然后按照步骤③④⑤即可计算得出水库兴利库容。该水库最终推荐长系列计算兴利库容2578×104m3，对应正常蓄水位为804．55m。具体计算过程在水利计算及水利规划等相关书籍中都有详细计算方法及过程，该文中就不叙述了。

2．4洪水资料在水库工程设计中的运用

洪水基本资料:该水库坝址上游2．5km处国家基本水文站具有1973～1991年19年实测洪水资料及1992～2010年19年洪峰流量调查资料，共计38年洪峰流量系列资料。设计洪水典型过程线的选择，主要考虑对工程控制运用较为不利，峰高、量大的洪水过程线。最终选定1988年4月29日～5月6日洪水过程作为典型洪水。选列该水库4月29、30两日不同频率设计洪水过程线，其余各日情况类似。一般为正常蓄水位;③选择泄洪方式，一般分为溢洪道单独泄洪，溢洪道与放水洞(定流量)共同泄洪等几种泄洪方式;④对应洪水标准进行洪水调节，多采用试算法。采用设计洪水过程线调节出来的为设计洪水位，对应库容为拦洪库容;采用校核洪水过程线调节出来的为校核洪水位，对应库容为调洪库容。该水库根据《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252－2000的规定，本工程等别Ⅲ等，工程规模为中型，设计洪水标准采用50年一遇，校核洪水标准采用1000年一遇。该水库起调水位为水库正常蓄水位804．55m。采用溢洪洞单独泄洪方式，溢洪洞型式为侧槽式溢洪洞，根据《溢洪道设计规范》选择正确计算公式后，编制表格即可进行洪水调节计算。该水库最终计算出设计洪水位为806．64m，拦洪库容为232×104m3;校核洪水位为808．04m，调洪库容为392×104m3。具体计算过程在水利计算及水利规划等相关书籍中都有详细计算方法及过程，该文中就不叙述了。

3结语

通过以上工程实例，充分说明工程水文资料在水库工程规模确定起着至关重要的重要，在水利工程设计时必须掌握可靠的水文资料，并将其合理运用，才能得出可靠设计成果。

作者:申慧单位:中工武大设计研究有限公司新疆分公司