水利工程水文與水資源工程現(xiàn)狀分析與思考

蔡桂敏

【摘 要】隨著我國社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，水利工程也得到了迅猛發(fā)展。在水利工程建設(shè)過程中，必須對水利工程水文與水資源工程引起足夠的重視。如果水文、水資源工程出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致水利工程建設(shè)不能順利進行，在水文與水資源工程勘察過程中，應(yīng)采取相應(yīng)手段，對水利工程水文地質(zhì)等進行全面、系統(tǒng)的分析，以保證水利工程質(zhì)量與使用壽命。

【關(guān)鍵詞】水利工程；水文；水資源工程；現(xiàn)狀分析

水利工程對于人民的生命財產(chǎn)安全、社會的健康發(fā)展影響較大，可靠的水文資料能夠保障水利工程的科學(xué)性設(shè)計，促進水利工程建設(shè)順利進行，保證水利工程的安全性建設(shè)。所以在水利工程建設(shè)過程中一定要重視對水利工程水文現(xiàn)狀進行分析與思考。

一、水利工程水文現(xiàn)狀

在水利工程設(shè)計與規(guī)劃階段，水文計算來提供徑流數(shù)據(jù)，依據(jù)徑流數(shù)據(jù)來確定水利工程的具體規(guī)模，以此保障水利工程的投入生產(chǎn)與安全運行。但在實際設(shè)計規(guī)劃工作中，只是根據(jù)現(xiàn)階段的水文預(yù)報來推測以后很長時期內(nèi)的徑流過程將會十分復(fù)雜。因此，在進行水文計算時通常選用一個時期的水文資料來計算、分析，從而預(yù)計未來可能會面臨的水文形勢，并在此基礎(chǔ)上擬定水利工程建設(shè)方案。主要從以下幾點進行闡述：

（一）水利工程水文預(yù)報

水文預(yù)報包括了流域內(nèi)枯季徑流預(yù)報、洪水預(yù)報兩個方面。在枯季徑流預(yù)報工作中不僅對較短時期內(nèi)實施預(yù)報引起重視，還需要對預(yù)測中長時期徑流形勢足夠重視，從而為水庫運行計劃制定提供參考。水文預(yù)報能夠為水利工程建設(shè)開發(fā)提供精確預(yù)報資料以及基礎(chǔ)信息，對相關(guān)利害關(guān)系進行分析，從而確保水利工程開發(fā)利用得以安全進行，并制定出科學(xué)、合理的調(diào)度方案，進一步的提升水資源開發(fā)利用率。此外，因水文預(yù)報具有一定程度的準確性，能夠直接影響到人們的生命安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及社會發(fā)展等。例如流域內(nèi)大范圍發(fā)生洪水，就可以根據(jù)水文預(yù)報，準確了解洪水走向、天氣情況等，提前準備防汛工作，積極做好分洪、蓄洪工作，為救援贏得時間，同時為即將到來的洪水安排相應(yīng)的去處。這樣有利于保護好水利設(shè)施，并且能夠充分的發(fā)揮出水利工程的綜合效益。在水利工程規(guī)劃設(shè)計過程中選用水文預(yù)報需要注意明確水文預(yù)報目的、預(yù)報內(nèi)容（洪水位、洪水流量和洪水過程；主要預(yù)測枯季水位、流量和河網(wǎng)蓄水量的枯水預(yù)報）、預(yù)見時期（短期預(yù)報、中期預(yù)報以及長期預(yù)報）以及預(yù)報方法的選?。ê樗菟?、降雨徑流相關(guān)圖等），不同的水利工程有所不同。

（二）水庫水量的平衡

水庫水量平衡計算主要包括：水庫入流、出流及水庫中各類損失量的計算、分析。用公式表示如下：V入-V出=△V；水庫水量平衡即水庫在某一時段內(nèi)，入庫總水量與出庫總水量之差等于水庫該時段始末的蓄水變量，一般以年來計算。入庫總水量主要包括水庫入庫水量、庫面降水總量以及區(qū)間入庫水量，出庫總水量包括水庫出庫水量、庫面蒸發(fā)量以及水庫滲漏量。公式如下：

V入庫+V庫降+V區(qū)入-V出庫-V庫蒸-V庫滲=△V

理論上講，某段時間內(nèi)水庫的入庫總水量與出庫總水量之差應(yīng)該等于水庫該時段始末的蓄水變量，也即水量是平衡的。但由于受人類活動的影響，多數(shù)水文站測驗斷面以上的用水量（含引出或引進水量）所占比重越來越大，僅靠水文站測驗斷面的實測水量，已不能滿足水量平衡分析計算的需要。影響水量平衡的因素有：區(qū)間產(chǎn)流量計算方法問題。調(diào)查水量的精度問題。水庫滲漏量計算方法問題。水庫泥沙淤積問題。農(nóng)業(yè)提水灌溉問題。

（三）水利工程設(shè)計徑流

設(shè)計徑流作為水庫設(shè)計、調(diào)節(jié)水庫徑流的主要依據(jù)。其內(nèi)容主要包括：時段內(nèi)徑流分析、年徑流分析等方面，一些水庫具備多年調(diào)節(jié)性能，因此不但要對年徑流、年內(nèi)分配等進行必要分析，與此同時還需要對年際持續(xù)枯水段實施分析。以里老水庫為例，其流域內(nèi)無實測的徑流資料，根據(jù)《水利水電工程水文計算規(guī)范》，對于無資料地區(qū)徑流計算，應(yīng)采用多方法、多途徑計算?？裳须A段里老水庫徑流計算采用徑流深等值線法、地區(qū)綜合公式法和水文比擬法進行計算，最終采用水文比擬法成果，本階段重點對水文比擬法進行復(fù)核。水文比擬法系采用常規(guī)的面積修正來推求，同時考慮降水的地區(qū)分布差異性進行修正，計算公式：

W里=W恩×（F里/F恩）×（P里/P恩）

式中：W里—里老水庫多年平均徑流量（萬m3）；W恩—恩澤河站年多平均徑流量（萬m3）；F里—里老水庫控制流域面積（km2）；F恩—恩澤河站控制流域面積（km2）；P里—里老水庫流域多年平均降雨量（mm）；P恩—恩澤河站流域多年平均降雨量（mm）。

水利工程設(shè)計徑流階段需要注意的是水利工程的水文資料的收集、計算方法、徑流年內(nèi)分配以及成果復(fù)核等幾方面。

（四）水利工程泥沙計算、分析

水利工程規(guī)劃設(shè)計過程中，泥沙淤積計算、分析直接影響到水庫規(guī)模、壽命以及綜合經(jīng)濟效益的發(fā)揮。壩前泥沙淤積高程的確定，直接影響到壩體設(shè)計及死水位的選擇；庫區(qū)泥沙淤積分布，關(guān)系到水庫的興利效益；回水末端及翹尾巴高度的確定，則是移民搬遷規(guī)劃的重要依據(jù)等。因此，水庫泥沙淤積問題是水利工程設(shè)計重要問題。其主要涉及到泥沙顆粒、沙量分析，泥沙淤積部分、淤積速度、淤積形態(tài)等分析以及排淤、排沙針對性策略分析。在進行水利工程泥沙計算、分析時需要依賴于河流泥沙動力學(xué)、流體力學(xué)、水力學(xué)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科的配合應(yīng)用，同時還依賴于對更多已建水庫觀測資料的總結(jié)分析，完善計算方法。

（五）水利工程設(shè)計洪水

通常情況下，設(shè)計洪水是指某一頻率的洪水，所以在設(shè)計洪水的推求過程中一般要涉及到洪水總量推求、洪水過程線推求以及洪峰流量推求等，對設(shè)計洪水的推求為確定大壩高程、泄洪設(shè)施尺寸提供必要的參考依據(jù)。計算設(shè)計洪水的途徑主要有水文氣象法與數(shù)理統(tǒng)計法兩種，而兩者最大的不同點是水文氣象法將洪水或暴雨假定為必然事件來進行推算，而數(shù)理統(tǒng)計法將暴雨或者洪水看做隨機事件。

除了上述五個水文現(xiàn)狀之外，水利工程規(guī)劃設(shè)計、施工中還需考慮到水庫調(diào)蓄的演算、水位流量關(guān)系線、水質(zhì)的分析以及潰壩洪水分析等各方面的分析、計算。

二、水利工程水文設(shè)計的思考

在水利工程規(guī)劃設(shè)計與施工過程中，水文設(shè)計工作必須以工程實際情況與實際需求為參考依據(jù)，以確保工程的可靠性。因此，在水利工程中水文設(shè)計中需注意以下幾點：了解工程性質(zhì)。水利工程通常都具備防洪的功能。其防洪功能性質(zhì)不一，不同的水利工程所需要考慮的防洪功能內(nèi)容也不一樣，例如庫容量較大而泄量較小的水工程則需重點考慮到水庫的設(shè)計洪量，反之則需要重點考慮水庫的設(shè)計洪峰；了解工程的任務(wù)。不同的水利工程任務(wù)也需要重點考慮不同的水文設(shè)計內(nèi)容，因此了解工程任務(wù)作出能夠有針對性地提高水文設(shè)計?，F(xiàn)階段，水利工程的建設(shè)在設(shè)計階段主要分為流域規(guī)劃、具體工程規(guī)劃兩個階段，在具體工程規(guī)劃中又包括了項目建議書、工程的可行性研究、初步設(shè)計、施工等，這其中的初步設(shè)計、施工階段對水文現(xiàn)狀的分析則有更高要求，值得在實際工作中進一步進行分析、思考，以促進水利工程的順利進行。

三、結(jié)語

在進行水利工程設(shè)計、施工時，相關(guān)人員需要結(jié)合當?shù)厮?、水資源等具體情況，切實做好水文資料收集工作。在進行水文計算時需要結(jié)合工程實際選擇最為怡當?shù)挠嬎惴椒?，簡化計算流程，提升計算結(jié)果的準確性，以促進水利工程的順利建設(shè)完成并安全使用，創(chuàng)造更大的效益。

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