【摘要】目前我國的水庫數(shù)量有數(shù)萬座,但大型水庫僅占據(jù)300多座,其中長江三峽水庫、四川都江堰工程舉世聞名。但因某些原因,造成了這些水庫的興利效益與水資源利用率很低。本文根據(jù)我國水庫目前存在的問題及改善措施做出研究,以期水庫在后期蓄水能帶來實際的經(jīng)濟效益。
【關鍵詞】水庫運用;合格;汛限水位
1、我國基本水情的特殊性
1.1河流水系復雜,南北分布不均
我國地勢的分布情況呈三級階梯狀,山丘高原眾多,地形比較復雜。江河眾多,水系支流多,依據(jù)河流水系可分為長江、黃河、淮河、海河、松花江、遼河、珠江等七大江河干流及其支流。
我國河流水系南北分布不均衡,南方比北方的河網(wǎng)密度大,水量豐富。北方地區(qū)的河流多為季節(jié)性河流,河流沙量較多,水量較少。同時,河流的上游地區(qū)河道狹窄,沖刷現(xiàn)象嚴重;中游地區(qū)及下游地區(qū)河道相對平緩,河段淤積嚴重,有的甚至會形成地上河現(xiàn)象。
1.2水資源空間分布失調(diào),人均占有量少
由于我國人口眾多,人口與水資源關系復雜。我國的水資源占據(jù)世界第六位,總量達到2.84萬億立方米,人均水資源占有量只有世界平均水平的28%,約為2100立方米。從水資源的空間分布來看,降水主要集中在汛期,變化較大,地表徑流最大達到十倍以上。我國北方地區(qū)的國土面積占全國的64%,耕地占60%,人口占46%,而水資源僅占全國的19%,成為我國水資源供需最匱乏的區(qū)域。
我國由于氣候變化及人類活動的影響,水資源情勢發(fā)生巨大變化,北方流域的支流總量減少13%.總體上看,我國水資源條件嚴重匱乏,特別是時空分布不均,增加了水資源的開發(fā)難度。
1.3人為破壞水資源現(xiàn)象嚴重,水生態(tài)環(huán)境脆弱
我國因氣候特殊、地貌條件及人為因素對水生態(tài)環(huán)境的破壞,成為世界上水土流失最為嚴重的國家之一,土壤侵蝕占全球的20%。
在居民的總體素質(zhì)方面我國還處在偏下階段,保護水資源方面沒有較強的意識,不合理的生產(chǎn)建設活動,嚴重破壞了水生態(tài)環(huán)境。此外,我國的部分國土面積為干旱半干旱地區(qū),降雨少,蒸發(fā)量大,植被覆蓋面積低,尤其是西北干旱地區(qū),以塔里木河、黑河為主的河流受人類活動的干擾十分嚴重,恢復難度大。
2、新中國成立后的水力建設現(xiàn)狀
2.1大江大河支流防洪減災體系初步形成
我國七大支流在新中國成立后,已初步形成了以骨干樞紐、河壩提防為主的工程措施。水文監(jiān)測、預警預報等措施也逐步完善,河流的治理也取得了顯著成績。并且,水庫的數(shù)量自新中國成立后從1200多座增加到了8.72萬座,總庫容量面積增加7倍多,也很大的提升了調(diào)蓄能力。
2.2水資源的格局配置逐步改善
我國通過大力興建水庫蓄水工程,有效解決了水資源的時間分布問題;對于空間分布問題,采取的跨流域和跨區(qū)域引調(diào)水工程也取得了一定的成效。目前,我國逐步形成的蓄引提調(diào)相結(jié)合的水資源配置體系,改善了西北地區(qū)供水緊張的問題。隨著南水北調(diào)工程的深入,我國“南北調(diào)配、東西互濟、四橫三縱”的水資源配置格局正在逐步形成。
3、科學合理蓄水的具體方案
3.1汛期水位靜態(tài)控制
汛期水位靜態(tài)控制主要包括固定汛限水位法和分期汛限水位法
固定汛限水位法是比較傳統(tǒng)的方法,是在對水庫所在區(qū)域的水文氣象條件、洪水爆發(fā)的年份進行科學分析的基礎上,規(guī)定汛期起止與結(jié)束的時間,并在這段期間實行汛限水位方案。這種方法操作簡單,管理方便,容易被大多數(shù)人所接受。但此方法的不足在于忽略了汛期洪水沿時程的分布規(guī)律,由此肯定的汛期水位方案單一,如果汛末水位沒有及時抬高儲蓄洪水,將會造成嚴重的水資源浪費現(xiàn)象。
分期汛限水位法以洪水的季節(jié)性特點為依據(jù),針對汛期不同,采取合適的方法確定執(zhí)行方案。大多數(shù)水利學家均認可此蓄水方法,廣泛運用于實踐中,得到了較大的發(fā)展。根據(jù)其原理和思想,主要分為常用的方法、模糊分析法、優(yōu)化設計法及動態(tài)控制法。這些方法都結(jié)合了水庫所在地區(qū)的具體環(huán)境做了分析,根據(jù)河流分布在不同地區(qū)實行不同的方法,對合理蓄水都有一定的成效。
固定汛限水位法的原理雖簡單,但卻注重防洪安全意識,從而忽視了興利效益,控制不好,就會給社會經(jīng)濟帶來較大損失。分期汛限水位法依據(jù)的理論雖復雜,但更符合汛期發(fā)生洪水的一些規(guī)律,安全性和興利性都有一定的保障。無論采取哪種方法,都要結(jié)合各個地區(qū)的地域形勢,依據(jù)實際情況而定,以加快水力建設的步伐。
3.2汛期水位動態(tài)控制
由于汛期水位靜態(tài)控制未考慮到降雨與洪水的預報,不能從根本上挖掘水庫興利的巨大潛能,在很大程度上造成了水資源的嚴重浪費。因此,多數(shù)水利學家根據(jù)實時檢測的確定信息、物理成因的確定性和隨機理論的統(tǒng)計性信息,并以數(shù)學理論和實踐相結(jié)合作為前提,相繼提出了汛期水位動態(tài)控制方法。
隨著科學技術的發(fā)展,此方法的預期精度也更高。目前,很多水庫都在采用此方法制衡防洪與興利的矛盾。與傳統(tǒng)的方式比較,動態(tài)控制法舍棄了依據(jù)頻率分析的假設,認為每年都會發(fā)生同等的洪水概率并不存在。
汛期水位動態(tài)控制依據(jù)先進的科學方法和完善的水利措施,利用水文預測信息,科學有效的管理汛期水庫的調(diào)度。同時,隨著水文遙測系統(tǒng)的建設發(fā)展,定量降雨預報的精準水平得到了提升,這為提高汛限水位、增加庫容的安全運行提供了保障,保證了理論信息的準確性。
參考文獻:
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