談水利水電工程水文設(shè)計評價方法

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1、談水利水電工程水文設(shè)計評價方法：影響工程水文設(shè)計成果公道性的因素，主要有基礎(chǔ)資料、技術(shù)思路、方法技巧等。對同一工程來講，不同設(shè)計者，因?qū)λ馁Y料處理、采用方法不同，終極成果差異很大。為了保證工程水文計算成果的公道性，本文提出一個評價工程水文設(shè)計成果公道性的基本思路及方法，和同仁攜手探索。：設(shè)計成果可靠性一致性代表性差積累積　　工程水文設(shè)計受基礎(chǔ)資料、推理、環(huán)境、人為因素等方面的客觀和主觀的干擾，或多或少存在成果評判上的差異，這就決定了對工程水文設(shè)計成果的公道性分析，必須認(rèn)真核查，才能保證成果的真實性。水文工多年來在這方面累積了豐富

2、的經(jīng)驗，但是，在具體工作中時常出現(xiàn)重視計算，而在分析上下功夫不夠的現(xiàn)象，給工程水文設(shè)計成果帶來一定風(fēng)險。為使水文設(shè)計成果精度和工程設(shè)計同步，筆者根據(jù)近幾年來在成果審查中反復(fù)出現(xiàn)的新題目，談幾點熟悉，和同仁們商榷。1、評價的主要對象1.1資料的可靠性基礎(chǔ)資料的可靠性，是指設(shè)計中所引用的基本資料、數(shù)據(jù)、時期等，都要滿足兩條要求：一是十分可靠;二是適應(yīng)探究對象精度要求?；A(chǔ)資料未經(jīng)過嚴(yán)格復(fù)核、審查，就會給工作帶來很多麻煩。例如：臺勒外丘克河拜城站2002年7月23日0時的流量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫中顯示其值為8.59m3/s，而原始資料記載該值為

3、204m3/s。該錯誤不僅影響了瞬時流量甚至洪峰流量，而且使時段洪量相差甚大。由此可見：基礎(chǔ)資料必須具有足夠的可靠性，才能保證成果的公道性。1.1.1“規(guī)范”的基本要求我國現(xiàn)行各種水文計算規(guī)范中都規(guī)定，在水利水電工程規(guī)劃設(shè)計中，首先要對水文基本資料進行嚴(yán)格審查、復(fù)核，這就是要求首先要對資料的可靠性負(fù)責(zé)。⑴中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水利水電工程水文計算規(guī)范》SL278—2002(以下簡稱“水文計算規(guī)范”)中，多條、反復(fù)夸大了基礎(chǔ)資料的重要性，并用黑體印刷其意為強制執(zhí)行，由于水文設(shè)計成果的精度主要取決于基本資料的可靠程度，故必須予以

4、重視。⑵中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》SL44—93(以下簡稱“洪水計算規(guī)范”)中，對基礎(chǔ)資料，要求：“應(yīng)重點復(fù)核，必要時進行現(xiàn)場調(diào)查和比測試驗”。由于設(shè)計洪水計算所依據(jù)的各種洪水資料，一般為不同歷史時期所積累，精度各異，復(fù)核審查相當(dāng)必要。⑶其它規(guī)范中凡涉及水文資料者，均夸大了“資料復(fù)核和審查”，可見，基礎(chǔ)資料的可靠性非常關(guān)鍵。1.1.2審查的重點內(nèi)容總結(jié)多年來的經(jīng)驗，對基礎(chǔ)資料的復(fù)核、審查應(yīng)重點放在如下幾個方面：⑴資料的極值年群，即大水年和小水年的資料。⑵設(shè)計對象所應(yīng)用的主要資料。如：水位：水尺位置、

5、高程系統(tǒng)、水尺零點、水位銜接、觀測次數(shù)等。斷面：丈量方法、斷面外形、灘槽邊界、斷面沖淤變化等。流量：丈量方法、測點布設(shè)、比降、糙率、借用斷面、浮標(biāo)系數(shù)等。降雨：觀測場址、儀器類型、觀測時段等。1.2系列的一致性一致性，是指所用的資料系列必須是在同一自然條件下產(chǎn)生的或是同一種類型的水文因素，不能混合統(tǒng)計不同性質(zhì)的、各種條件下產(chǎn)生的資料系列。影響系列一致性主要有兩類現(xiàn)象。一是人類活動的影響；二是氣象成因的不同。人類活動影響，主要表現(xiàn)在各種工程建設(shè)，改變了水文系列的自然狀態(tài)；人類活動改變，了流域上游的自然地貌和環(huán)境。圖1所示，額爾齊斯河

6、上游水文站和下游水文站洪峰流量關(guān)系在整個系，上游站遷移使關(guān)系線下部點據(jù)貼近線兩側(cè)，而兩站間引水工程的修建，人為地改變了水文要素形成條件，使其上部點據(jù)偏離并平行向左側(cè)排列，可見不考證水文條件而合為一個系列是不恰當(dāng)?shù)?。氣象成因的不同對系列一致性影響的典型事件可以用葉爾羌河冰川湖潰決洪水說明。圖2為葉爾羌河卡群站洪峰流量頻率曲線。從圖可見：Qm（洪峰流量，下同）≤2500m3/s的融水型洪水點群非常密集在下部，并基本成一字排列，中部僅有6270＞Qm＞2500m3/s的幾個洪水點；依中小量級點據(jù)擬合整個曲線，顯然曲線上部的任意性很大。圖

7、2葉爾羌河卡群站洪峰流量頻率曲線1.3樣本的代表性代表性，對不同的設(shè)計對象，有不同的含義。對水文頻率計算來講，系列的代表性，是該樣本對系列所在接近程度，如越接近程度越高，代表性越好，頻率分析成果精度高，反之則低。對設(shè)計暴雨來講，其所選用的雨量站位置，是相對流域面雨量的代表性。對水力發(fā)電站、澆灌引水工程、分期設(shè)計洪水等來說，則枯水時段、分段最小流量的代表性，是決定設(shè)計精度的關(guān)鍵。等等……。水文系列代表性的優(yōu)劣，反映了系列代表總體統(tǒng)計特征的程度，所以系列代表性是水文設(shè)計成果質(zhì)量保證的條件。《“水文計算規(guī)范”》及《“設(shè)計洪水計算規(guī)范”》

8、等中都明確規(guī)定：“應(yīng)在可靠性和一致性分析的基礎(chǔ)上，進行代表性分析”。上述規(guī)定同時說明了分析步驟及順序，即：首先進行資料可靠性和系列一致性分析，然后進行樣本的代表性分析。目前在很多水文設(shè)計中普遍存在以下三方面新題目：(1)只注重代表性分析，而忽視可靠