(一)水文计算的主要内容
水文计算要进行水文气象基本资料的收集整理,计算内容包括径流、洪水和涝水、泥沙、水位、水位流量关系、蒸发与冰情、水文自动测报系统等。
(二)基础资料
水文基本资料是水文计算的基础,关系到水文计算成果的质量。根据工程地点与水文站的流域特征,常将水文站的水文成果换算至设计断面,因此要保证水文资料的可靠性。在水文计算时,首先要了解水文站历年的水文测验和资料整编情况,对大水年、小水年测验和整编资料,高水的浮标系数和水面流速系数,以及历年水位流量关系曲线等进行重点复核,必要时进行修改。
气象资料是工程水文计算的基本资料,也是工程施工的基本资料,气象资料包括降水、蒸发、气温、湿度、风向、风速、日照时数、地温、雾、雷电、霜期、冰期、积雪深度、冻土深度等。在进行合理性分析时,有时需要参考邻近地区的气象资料;有时还需要将邻近地区气象资料合理修正后,移用于工程所在地点。
(三)径流
1.径流系列和成果是水利调节计算的主要依据,主要工作包括还原计算与系列插补延长、确定计算时段(月、旬、日)、分析天然径流系列的一致性和代表性、计算年径流并进行合理性检查、基本确定径流计算成果。必要时,对枯水径流进行专门的分析计算。
2.径流资料往往受人类活动的影响,其影响要素主要有上游水库对径流的调蓄影响、工农业及城镇引耗水影响、水保措施减水影响等,还原前后年径流值相差3%以上时,一般需还原为天然情况的具有一致性的径流系列。考虑到现行水文计算规范和水利计算规范中对还现计算没有具体的规定,且还现计算的研究与应用还处理探讨阶段,故本次三阶段规程中对还现计算未做要求,实际运用中可根据具体情况酌情处理。
水库的调节能力不同,径流的计算时段也应不同,年调节或多年调节水库一般需要以月为时段的径流系列;调节能力小或无调节能力的水库一般需要以日为时段的径流系列。
在确定设计断面、区间的年径流参数和成果时,通常要结合流域降水量、径流系数、流域自然地理特征,并按上、下游水量平衡的原则进行合理性检查;采用典型年法时,还要结合工程任务,检查主要供水时间径流的合理性。
为满足供水、灌溉、航运、发电、环保等要求,需要对枯水径流进行分析计算,计算内容和统计时段可根据设计要求确定。
对于无调节或日调节水利水电工程,且短缺实测径流资料时,需分析丰、平、枯水年(月、旬、日)径流。
(四)洪水
1.设计洪水成果是水利水电工程设计和施工的重要依据,应根据工程任务及设计要求、水文资料条件,选择合适的方法分析计算设计洪水,提出满足设计要求的洪水成果。设计洪水计算可按照《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44的有关规定执行。
2.按实测流量资料计算设计洪水时(流量法),要进行历史洪水调查,分析并基本确定历史洪水洪峰流量、时段洪量以及历史洪水和实测特大洪水的重现期,进行洪水系列的还原、插补延长和洪水频率计算,对计算成果进行合理性检查,确定工程场址、有关断面和区间的洪水参数及成果,选择典型洪水并推求设计洪水过程线。
特殊条件形成的洪水(如垮坝洪水、冰川湖溃决洪水等)与暴雨和融雪型洪水成因不同,一般不宜参加频率计算。
3.由暴雨资料推算设计洪水时,说明暴雨资料情况,设计暴雨及产汇流计算方法,经合理性检查,基本确定设计洪水成果。
4.根据水文基本资料情况和工程施工、调度运用要求,可对水库入库洪水、分期洪水、可能最大洪水等进行计算。
水库建成后,如产汇流条件有明显改变,对水库调洪结果有较大影响时,需分析入库设计洪水,说明入库设计洪水计算方法。
为满足水库汛期调度运用要求和施工安排,常需计算分期设计洪水,分期洪水包括汛期分期洪水和施工分期洪水。对于汛期分期洪水,计算时要说明不同时期洪水的成因,提出年内各月最大流量散布图,划分分期洪水的时段,提出分期设计洪水成果并检查其合理性。为保障防洪安全,在确定分期洪水成果时,主汛期通常采用年最大设计洪水成果。
5.如需计算设计洪水地区组成时,应调查说明地区实际大洪水的组成情况,分析确定防洪控制断面以上设计洪水地区组成方法、典型洪水选择、放大方法、洪水演进参数和计算成果,并对计算成果进行合理性检查。
(五)水位
对于直接从河道取水的灌溉、供水工程及防洪排涝、河道整治等工程,需要计算控制断面或工程断面的设计水位,滨海工程还需计算潮水位和潮水位过程线。
1.江河水位
当具有流量资料和水位流量关系曲线时,应说明设计流量的计算方法,计算确定设计流量,再通过水位流量关系曲线查水位。
如具有水位资料,可由水位资料直接分析计算江河设计水位时,应说明水位资料插补情况、采用水位系列长度,对资料的可靠性和系列的一致性、代表性进行评价,提出水位频率计算成果。
2.潮水位
当工程设计要求对潮水进行分析时,要说明工程地区潮水规律及特征水位,分析潮水与洪水遭遇情况,对潮水位(年最高、年最低、年平均潮水位)资料的可靠性和系列的一致性、代表性进行评价,基本确定设计潮水位及潮水位过程线。
(六)深度要求和工作要点
1.水文的变化规律与主要特征是项目必要性的基础和工程设计的基本依据之一,为保证设计深度和精度要求,项目建议书阶段要基本确定水文的主要参数和成果,可行性研究阶段要确定主要水文成果和参数,初步设计阶段要对水文成果进行复核。
2.水文基本资料的复核与审核,径流、洪水和水位的分析计算是水文的最基本工作,要注意把握好四个环节:
(1)原始观测资料的可靠性审核。
(2)计算采用系列的一致性与代表性分析。
(3)计算方法的正确性评价。
(4)计算成果的合理性检查。
流域基本情况是对水文资料可靠性和计算成果合理性检查的重要依据,应重视对流域基本情况的调查和变化情况的掌握。合理性检查应贯穿在水文工作的全过程中,要注意样本与总体的关系与协调,分析自然条件的变化和人类干预影响,尽量减少计算过程的人为处理误差。
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水利工程资料库
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