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《淺談水庫汛限水位優(yōu)化影響因素綜述》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、淺談水庫汛限水位優(yōu)化影響因素綜述摘要:結(jié)合我國當前及以后一段時期的水資源緊缺形勢,論述了通過優(yōu)化大型水庫汛限水位緩解當前水危機積極意義,通過對與汛限水位優(yōu)化有關(guān)因素的分析,指出了挖掘水庫攔蓄洪水的潛力點和制約因素,并對今后的工作進行了探討。關(guān)鍵詞:水庫;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、水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位。我國傳統(tǒng)的汛限水位是以概率和統(tǒng)計學為基礎(chǔ),采用不考慮預(yù)報信息的情況下設(shè)定的。隨著人口的增加和社會經(jīng)濟的發(fā)展,我國的年用水量不斷增加,水資源供需矛盾突顯。為了緩解當前的水危機,國家在XX年提出了實
2、現(xiàn)洪水資源化的理念。調(diào)整汛限水位作為實現(xiàn)洪水資源化的重要手段,與水庫防洪風險緊密相連,將對經(jīng)濟、政治、社會、環(huán)境產(chǎn)生利害雙重性的影響。借鑒國外經(jīng)驗,結(jié)合我國國情對影響汛限水位調(diào)整的因素進行綜合分析,有利于在水資源規(guī)劃方面兼顧當前和長遠利益,使有限的水資源更好地為可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。1水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀人類水資源開發(fā)共經(jīng)歷了傳統(tǒng)水利、工程水利和資源水利三個階段。我國自建國后進入進入工程水利階段以來采用外延性擴建水利工程的方式增加供水,盡管經(jīng)濟得到發(fā)展,卻遇到水資源開發(fā)利用方式粗放、水資源條件難堪重負的問題。以現(xiàn)行用水方式推算,我國到2030年用水最
3、高峰期將達8,800億立方米,將超過水資源、水環(huán)境承載力極限。強化節(jié)水措施、推進資源水利發(fā)展在我國勢在必行。我國正處在加速實現(xiàn)現(xiàn)代化的特殊時期,快速的經(jīng)濟發(fā)展不僅給資源水利的發(fā)展帶來了機遇,也帶來了挑戰(zhàn)。一方面,根據(jù)發(fā)達國家經(jīng)驗,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)為支撐的循序漸進發(fā)展的過程,在經(jīng)濟、技術(shù)相對薄弱的情況下大躍進式的推行節(jié)水,將增加發(fā)展成本、動搖經(jīng)濟快速發(fā)展的基礎(chǔ)。通過適當?shù)墓こ?、非工程措施,挖掘現(xiàn)有水庫的蓄洪潛力體現(xiàn)了資源水利的特點,有利于經(jīng)濟、快捷地緩解當前水資源緊缺狀況
4、,有利于為節(jié)水技術(shù)的發(fā)展爭取更多的時間和經(jīng)濟支持。2汛限水位挖掘的潛力點防洪標準水庫防洪標準是通過設(shè)計洪水數(shù)值的大小體現(xiàn)的。我國目前采用的是以高緯度國家蘇聯(lián)為代表的萬年一遇洪水和與中低緯度國家美國為代表的可能最大洪水(PMF)兩種標準中的最大者,實際上以蘇聯(lián)標準為主,山區(qū)和平原大型水庫分別采用萬年一遇洪水、兩千年一遇洪水標準設(shè)防。蘇聯(lián)是高緯度國家,年最大洪水多以融雪為主形成,變差系數(shù)Cv較小,萬年洪水僅為多年平均值的2~5倍。中國緯度較蘇聯(lián)的偏低,暴雨是形成洪水的主因,變差系數(shù)Cv較大,萬年洪水為多年平均值的6~10倍,北方則高達14^30倍
5、。對中國河流近600年來歷次洪水的考證也證實,其中最大值接近于PMF,而PMF—般比萬年洪水小10%~30%。一些學者己經(jīng)對我國在缺水的情況下仍套用蘇聯(lián)經(jīng)驗提出了質(zhì)疑。流域下墊面由于人類活動的影響,流域的下墊面較以前發(fā)生了很大改變。1)直接影響建國初期所建的大型水庫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,水庫上游相繼建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。在上游工程防洪標準高于下游水庫防洪標準的情況下,洪峰及時段洪量減少,峰現(xiàn)時間延后,水庫的防洪風險相應(yīng)降低。2)間接影響人類
6、的生產(chǎn)活動也間接對徑流產(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,人們開采地下水和礦藏為接納降水騰空了地下庫容。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200mm的暴雨未發(fā)生大的撈災(zāi),而相同量級降雨在20世紀60~70年代將造成相當嚴重的災(zāi)情出現(xiàn)。目前國內(nèi)有關(guān)地下水庫的研究較少。分期汛限水位控制水庫汛限水位的確定與P頻率設(shè)計洪水及最大出庫流量有關(guān)。在最大出庫流量不變的情況下,在年際尺度上,根據(jù)P頻率設(shè)計洪水可確定出一個固定汛限水位值;在年內(nèi)尺度上,由于設(shè)計洪水只發(fā)生于汛期,可認為汛前P頻率
7、設(shè)計洪水發(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險不變。汛限水位動態(tài)調(diào)控方法不但增加了水庫的興利庫容,在汛前將庫水位用至汛限水位以下的情況下,還可減小汛期的防汛風險。此外,國家在水庫加固中重視擴大泄流能力也是汛限水位調(diào)整的有利因素。天氣預(yù)報水文專家龐炳東指出,汛限水位是水庫迎接設(shè)計洪水,而設(shè)計洪水并非每年都出現(xiàn)。過去由于天氣預(yù)報技術(shù)落后,無法對下一步可能發(fā)生的洪水進行相對準確的預(yù)估,水庫運行控制時較為保守,往往為等待設(shè)計洪水,失去了蓄水機會。隨著天氣預(yù)報精度的提高,人們可以從物理成因角度去探求洪水成因,而
8、不必把注意力偏重于以概率和統(tǒng)計學為基礎(chǔ)的小概率事件上。3汛限水位優(yōu)化的限制因素對失事水庫的調(diào)查數(shù)據(jù)表明,漫壩多發(fā)生于沒經(jīng)嚴格水文規(guī)劃的小型水庫,大型水庫發(fā)生率極小,