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1、水庫(kù)汛限水位優(yōu)化影響因素綜述的論文摘要:結(jié)合我國(guó)當(dāng)前及以后一段時(shí)期的水資源緊缺形勢(shì),論述了通過(guò)優(yōu)化大型水庫(kù)汛限水位緩解當(dāng)前水危機(jī)積極意義,通過(guò)對(duì)與汛限水位優(yōu)化有關(guān)因素的分析,指出了挖掘水庫(kù)攔蓄洪水的潛力點(diǎn)和制約因素,并對(duì)今后的工作進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞:水庫(kù);汛限水位;優(yōu)化 汛限水位是為預(yù)防可能出現(xiàn)的洪水、確保大壩及下游安全、水庫(kù)在汛期允許興利蓄水的上限水位。我國(guó)傳統(tǒng)的汛限水位是以概率和統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ),采用不考慮預(yù)報(bào)信息的情況下設(shè)定的?! ‰S著人口的增加和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)的年用水量不斷增加,水資源供需矛盾突顯。為了
2、緩解當(dāng)前的水危機(jī),國(guó)家在2003年提出了實(shí)現(xiàn)洪水資源化的理念。 調(diào)整汛限水位作為實(shí)現(xiàn)洪水資源化的重要手段,與水庫(kù)防洪風(fēng)險(xiǎn)緊密相連,將對(duì)經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)、環(huán)境產(chǎn)生利害雙重性的影響。借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國(guó)國(guó)情對(duì)影響汛限水位調(diào)整的因素進(jìn)行綜合分析,有利于在水資源規(guī)劃方面兼顧當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益,使有限的水資源更好地為可持續(xù)發(fā)展服務(wù)?! ?水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀 人類水資源開(kāi)發(fā)共經(jīng)歷了傳統(tǒng)水利、工程水利和資源水利三個(gè)階段。我國(guó)自建國(guó)后進(jìn)入進(jìn)入工程水利階段以來(lái)采用外延性擴(kuò)建水利工程的方式增加供水,盡管經(jīng)濟(jì)得到發(fā)展,卻遇到水資源開(kāi)發(fā)利用
3、方式粗放、水資源條件難堪重負(fù)的問(wèn)題。以現(xiàn)行用水方式推算,我國(guó)到2030年用水最高峰期將達(dá)8,800億立方米,將超過(guò)水資源、水環(huán)境承載力極限。強(qiáng)化節(jié)水措施、推進(jìn)資源水利發(fā)展在我國(guó)勢(shì)在必行?! ∥覈?guó)正處在加速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的特殊時(shí)期,快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不僅給資源水利的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇,也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。.一方面,根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn),在2030年完成工業(yè)化之前,年需水總量還將逐年遞增;另一方面,節(jié)水技術(shù)的推廣是以資金和技術(shù)為支撐的循序漸進(jìn)發(fā)展的過(guò)程,在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)相對(duì)薄弱的情況下大躍進(jìn)式的推行節(jié)水,將增加發(fā)展成本、動(dòng)搖經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的基礎(chǔ)?! ?/p>
4、通過(guò)適當(dāng)?shù)墓こ獭⒎枪こ檀胧?,挖掘現(xiàn)有水庫(kù)的蓄洪潛力體現(xiàn)了資源水利的特點(diǎn),有利于經(jīng)濟(jì)、快捷地緩解當(dāng)前水資源緊缺狀況,有利于為節(jié)水技術(shù)的發(fā)展?fàn)幦「嗟臅r(shí)間和經(jīng)濟(jì)支持。 2汛限水位挖掘的潛力點(diǎn) 2.1防洪標(biāo)準(zhǔn) 水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)設(shè)計(jì)洪水?dāng)?shù)值的大小體現(xiàn)的。我國(guó)目前采用的是以高緯度國(guó)家蘇聯(lián)為代表的萬(wàn)年一遇洪水和與中低緯度國(guó)家美國(guó)為代表的可能最大洪水(pmf)兩種標(biāo)準(zhǔn)中的最大者,實(shí)際上以蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)為主,山區(qū)和平原大型水庫(kù)分別采用萬(wàn)年一遇洪水、兩千年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。蘇聯(lián)是高緯度國(guó)家,年最大洪水多以融雪為主形成,變差系數(shù)cv較小
5、,萬(wàn)年洪水僅為多年平均值的2~5倍。中國(guó)緯度較蘇聯(lián)的偏低,暴雨是形成洪水的主因,變差系數(shù)cv較大,萬(wàn)年洪水為多年平均值的6~10倍,北方則高達(dá)14~30倍。對(duì)中國(guó)河流近600年來(lái)歷次洪水的考證也證實(shí),其中最大值接近于pmf,而pmf一般比萬(wàn)年洪水小10%~30%。一些學(xué)者已經(jīng)對(duì)我國(guó)在缺水的情況下仍套用蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)提出了質(zhì)疑?! ?.2流域下墊面 由于人類活動(dòng)的影響,流域的下墊面較以前發(fā)生了很大改變?! ?)直接影響 建國(guó)初期所建的大型水庫(kù)是在全流域范圍根據(jù)氣候和特定的下墊面條件完成水文演算的。此后幾十年,水庫(kù)上游相繼建
6、起的一系列蓄水建筑物使流域下墊面條件發(fā)生了改變,匯流成洪條件也相應(yīng)發(fā)生了改變。在上游工程防洪標(biāo)準(zhǔn)高于下游水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)的情況下,洪峰及時(shí)段洪量減少,峰現(xiàn)時(shí)間延后,水庫(kù)的防洪風(fēng)險(xiǎn)相應(yīng)降低。 2)間接影響 人類的生產(chǎn)活動(dòng)也間接對(duì)徑流產(chǎn)生影響。一方面,農(nóng)作物增加了水分蒸騰,降低產(chǎn)流能力;另一方面,人們開(kāi)采地下水和礦藏為接納降水騰空了地下庫(kù)容。山西一些地區(qū)由于采煤,地面河流已經(jīng)連年干涸。海河中西部平原近年該區(qū)發(fā)生量級(jí)200mm的暴雨未發(fā)生大的澇災(zāi),而相同量級(jí)降雨在20世紀(jì)60~70年代將造成相當(dāng)嚴(yán)重的災(zāi)情出現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)有關(guān)地
7、下水庫(kù)的研究較少?! ?.3分期汛限水位控制 水庫(kù)汛限水位的確定與p頻率設(shè)計(jì)洪水及最大出庫(kù)流量有關(guān)。在最大出庫(kù)流量不變的情況下,在年際尺度上,根據(jù)p頻率設(shè)計(jì)洪水可確定出一個(gè)固定汛限水位值;在年內(nèi)尺度上,由于設(shè)計(jì)洪水只發(fā)生于汛期,可認(rèn)為汛前p頻率設(shè)計(jì)洪水發(fā)生率為1,汛末為0,其間逐漸遞減,相應(yīng)的汛限水位可形成由低到高的曲線而水文風(fēng)險(xiǎn)不變。汛限水位動(dòng)態(tài)調(diào)控方法不但增加了水庫(kù)的興利庫(kù)容,在汛前將庫(kù)水位用至汛限水位以下的情況下,還可減小汛期的防汛風(fēng)險(xiǎn)。此外,國(guó)家在水庫(kù)加固中重視擴(kuò)大泄流能力也是汛限水位調(diào)整的有利因素。 2.
8、4天氣預(yù)報(bào) 水文專家龐炳東指出,汛限水位是水庫(kù)迎接設(shè)計(jì)洪水,而設(shè)計(jì)洪水并非每年都出現(xiàn)。過(guò)去由于天氣預(yù)報(bào)技術(shù)落后,無(wú)法對(duì)下一步可能發(fā)生的洪水進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)估,水庫(kù)運(yùn)行控制時(shí)較為保守,往往為等待設(shè)計(jì)洪水,失去了蓄水機(jī)會(huì)。隨著天氣預(yù)報(bào)精度的提高,人們可以從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統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的小概率事