概議水利計(jì)算學(xué)科發(fā)展與計(jì)算內(nèi)容

李曉萍，季明清

(1.肇源縣水務(wù)局，黑龍江肇源166500;2.黑龍江省水利工程一處，黑龍江富裕161200)

水利計(jì)算在水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中占有非常重要的地位，水利計(jì)算成果是選擇河流治理和開發(fā)方案、確定工程任務(wù)、規(guī)模、開發(fā)程序、調(diào)度運(yùn)用方式等的一項(xiàng)基礎(chǔ)性依據(jù)。本文概要說(shuō)明水利計(jì)算的概念與計(jì)算的主要內(nèi)容。

1 水利計(jì)算學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展

長(zhǎng)期以來(lái)，水利計(jì)算多歸宿于應(yīng)用水文學(xué)與工程水力學(xué)。作為一門專門的學(xué)科，是隨著有關(guān)學(xué)科特別是徑流調(diào)節(jié)理論的發(fā)展，于20世紀(jì)中葉在原蘇聯(lián)逐漸形成的。這方面最有代表性的專著是1952年出版的由C.H.克里茨基與M.φ.明凱里合著的《水利計(jì)算》。其后，隨著應(yīng)用數(shù)學(xué)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其它有關(guān)學(xué)科的迅速發(fā)展，進(jìn)一步完善了徑流調(diào)節(jié)理論，提出了水庫(kù)、河道不恒定流計(jì)算方面的許多新解法，于是1959年我國(guó)在長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦編寫了《河流綜合利用水文水利計(jì)算》及1962年華東水利學(xué)院(河海大學(xué)前身)編寫了《水利計(jì)算及規(guī)劃》等專門教材，在水利水電高等專科學(xué)校作為專業(yè)課講授。之后，水利計(jì)算作為理論在水利水電工程設(shè)計(jì)中得到十分廣泛的應(yīng)用與不斷發(fā)展。

2 “水利計(jì)算”的內(nèi)涵與主要內(nèi)容

2.1 內(nèi)涵

我國(guó)知名專家把水利計(jì)算定義為:研究水資源的合理開發(fā)利用、水利工程對(duì)河川徑流和水力條件的變化影響以及評(píng)價(jià)水利工程的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效果等所進(jìn)行的有關(guān)分析計(jì)算。這一定義早已得到國(guó)內(nèi)同仁的認(rèn)可。

2.2 水利計(jì)算的任務(wù)和內(nèi)容

水利計(jì)算是編制水資源開發(fā)、利用和管理運(yùn)用方案的重要環(huán)節(jié)。它的任務(wù)是根據(jù)流域洪枯水特性、國(guó)民經(jīng)濟(jì)有關(guān)部門和環(huán)境保護(hù)的要求以及工程開發(fā)的可能條件，按照綜合利用水資源使國(guó)民經(jīng)濟(jì)獲得最大綜合效益的原則，從政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行綜合分析，提出河流治理開發(fā)方案，闡明工程開發(fā)任務(wù)，選定工程規(guī)模，計(jì)算工程效益，擬定工程運(yùn)用方案等。

在擬建工程的初步設(shè)計(jì)階段中，水利計(jì)算的主要內(nèi)容有:

1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定，在流域規(guī)劃基礎(chǔ)上，協(xié)同有關(guān)部門進(jìn)一步研究防洪、治澇、灌溉、給水、發(fā)電、航運(yùn)、漂木、養(yǎng)殖、衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)等要求。

2)編制綜合利用水利樞紐各部門的用水方案，選擇徑流及洪水調(diào)節(jié)方式，并提出協(xié)調(diào)各部門要求的可能方案。

3)進(jìn)行各方案的徑流調(diào)節(jié)、洪水調(diào)節(jié)、回水和洪流演進(jìn)計(jì)算;分析研究工程建成后上下游水情的變化情況;協(xié)同有關(guān)單位選擇主要的工程特征值及運(yùn)行方式。

4)對(duì)選定方案進(jìn)行詳細(xì)的徑流調(diào)節(jié)、洪水調(diào)節(jié)等，闡明工程效益和多年運(yùn)行特性，并檢查其對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門要求的滿足程度。

5)當(dāng)擬建工程的上、下游或同一供水、供電系統(tǒng)中有已建和待建工程時(shí)，應(yīng)研究各工程聯(lián)合運(yùn)行的可能性和必要性，并計(jì)算聯(lián)合運(yùn)行和相互補(bǔ)償?shù)男б?，作為確定工程最終規(guī)模的依據(jù)。

6)必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行下列專題:①水電站日調(diào)節(jié)時(shí)出現(xiàn)的不穩(wěn)定流對(duì)下游航運(yùn)及取、排水口的影響;②水庫(kù)放空及潰壩洪水計(jì)算;③水庫(kù)淤積及使用年限估算;④閘壩下游河道沖淤計(jì)算;⑤水庫(kù)和河道冰凌情況;⑥水庫(kù)初期蓄水計(jì)算及分期發(fā)揮效益的運(yùn)用方案;⑦興建水庫(kù)的影響及后果預(yù)測(cè)。

擬建工程初步設(shè)計(jì)批準(zhǔn)后，即進(jìn)行施工詳細(xì)設(shè)計(jì)，若基本資料和設(shè)計(jì)依據(jù)有較大改變，應(yīng)對(duì)初步設(shè)計(jì)的水利計(jì)算成果進(jìn)行必要的復(fù)核和修訂。

[1]左東啟，顧兆勛，王文修.水工設(shè)計(jì)手冊(cè)(2)[R].北京:水利電力出版社，1987.

[2]崔宗部，徐乾清，吳以鰲，等.中國(guó)水利百科全書[M].北京:水利電力出版社，1990.