《关于梯级水库防洪调度技术问题的探讨.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《关于梯级水库防洪调度技术问题的探讨.pdf（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、关于梯级水库防洪调度技市何题的探讨口卢永兰陈雪英胡剑工穆管理梯级水库群,也称串联水库群,是在河流上、下游布置,相互之间有水利联系的水库群。如岗南水库和黄壁庄水库就是串联在溥沱河上的两座大型水库,两库区间有支流冶河汇入,象这样区间有支流汇人 的梯级水库调度涉及面广,难度大,既要考虑洪水到来时水库自身安全蓄泄,又要考虑与区间人流错峰,保护下游水库安全,最终两库联合运用保护下游防护目标的安全,因此搞好梯级水库防洪调度对减轻和避免洪水灾害作用重要。图为岗南和岗、黄区间洪水传播示意图,图、图为补偿调节原理图。其中岗人为岗南水库洪水过程线,区一为区间洪水过程线,肖二为岗南水库下泄流量过程,安为下游河道安全
2、泄量。踌一一、梯级水库调度原理图岗南、区间补偿调节原理图时间璐甲合,一,才哗口。,时梯级水库的防洪调度方式主要是进行各水库之间的防洪调节,对各水库的蓄洪泄洪次序作出决策。若梯级水库之间存在较大区间面积,两者之间的区间来水不可忽略,在这种情况下,应考虑未控区间洪水的变化对水库泄流方式的影响,需要对区间洪水或水库之间进行防洪补偿调节,以便错开洪峰。防洪补偿调节是指当发生洪水未超过下游防洪标准相 应的洪水时,上游水库应根据区间流量的大小控泄,使水库泄量与区间洪水流量的合成流量不 超过下游河道安全泄量。岗南、黄壁庄两座水库就是典型的补偿调节,其原理如下图区间洪水过程如图,岗南水库下泄流量肖与区间洪水区
3、至下游的洪水传播时间差为,即岗南比区间控制站远,岗南水库补偿放水流量由下式确定肉安一区,。,即岗南时段下泄流量应根据区间时段的流量凑泄,如图所示将区间人流过程向前平移,然后算出对应时间下的岗,过程,可得到如图所示的考虑补偿情况下的岗南水库下泄流量过程岗卜和实际所需防洪库容汁。二、调度原则与基本方式图岗、黄两库洪水传播示意图对于梯级水库,由于上游水库距防洪控制点较远,且其下泄流量可 由下级水库再调节,因此,若梯级水库各库洪水基本 同步时应先蓄上游水库,后蓄下游水库,以达到防洪库容最充分利用的效果。而泄洪次序一般与蓄洪运用次序相反,并以最下一级水库的泄量加区间流量不大于防洪控制点 安全泄量为原则,
4、尽快腾空各水库防洪库容。承担下游防洪任务 的梯级水库防洪调度方式应采取分级控制方式,首先按下游防洪要求采取相应的控泄方式一旦根据已发生的水情信息判明当前洪水已属 于超下游防洪标准的大洪水时才能采用尽量加大泄量或敞泄以保证大坝安全的调洪方式。如岗、黄梯级水库联合运用保护下游,津沱河河道防洪标准为年一遇,河道安全泄量为,调度运用原则为岗南、黄壁庄水库联合运用,岗南水库以蓄洪为主。对稀遇洪水刃年一遇以上,采用非常措施,保证现状保坝标准下年一遇水库建筑物的安全。尽可能减轻岗、黄两库下游河道两岸地区的洪水灾害,使其达到年一遇防洪标准年一遇洪水与区间凑泄,保障黄壁庄水库相应限泄时,不淹献县泛区。年至年一遇
5、洪水与区间凑泄,保障黄壁庄水库相应限泄加钾、,保护谭沱河滩地。年至年一遇洪水与区间凑泄,保障黄壁庄水库相应限泄,保护潭沱河大堤。岗南、黄壁庄水库控制标准转换为水位控制,以年岗南水库调度运用方式为例汛限水位起调水位水 位低于年一遇时,当黄壁庄水库水位低于】相 当于 年一遇时,与区间凑泄,当黄壁庄水库水位低于相当于年一 遇撇踢黝黝君年备扮福肾握时,与区间凑泄山当黄壁庄水库水位低于相当于年一遇时,与区间凑泄水位高于低于。年一 遇时,正常溢洪道局开,新增溢洪道局开,以减轻黄壁庄水库防洪负担水位高于时,正常溢洪道、新增溢洪道全开泄洪水位高于时,启用非常溢洪道。岗南水库控泄标准是以库水位作为判别条件的,因
6、为建库时的规划运用 原则决定了建筑物的标准,建成运 用时,建筑物的标准又控制运用方式的实施。岗南水库调节后 的年一 遇最高洪水 位为,正常溢洪道闸门顶高程为。因此当库水位低于时,按保证下游防洪安全的方式控制泄量,与区间凑泄保护下游河道不超过安全泄量。当库水位高于时,原则上可以敞泄,鉴于水库防洪标准提高,目前运用方式增加了控泄档次,即水位低于以年一遇最高洪水位时,来水虽已超过下游防洪标准,但水库适当加大泄量,减轻黄壁庄水库防洪负担。当库水位高于时,水库改为保证大坝安全的调洪方式,实施 敞 泄。当库 水位高于非常溢洪道堰前堵坝坝顶高程时,启用非常溢洪道。雨水情预报等因素,灵活调度、科学决策。灵活调
7、度的关键在于对起决定作用的决策时间的准确把握和泄量的控制,既适时又适量。下面以岗南水库、黄壁庄水库“”洪水的假拟调度为例说明适时性和适量的控制问题。“,洪水的特点是峰高量小型,岗南水库日洪水总量为亿耐,而岗南水库防洪库容为亿扩,只要蓄泄适当,“”洪水是完全可以调节的。但当时并不知道能产生多大洪水,这就需要作降雨径流预报,根据降雨量预报入库洪水,这个准确性应该是很高的。从月日晚到月日时,降雨预报结果为岗南入库洪水亿澎,黄壁庄人库洪水亿心。岗南人流分配过程如下表月日时时入库流,过程单位耐假拟调度过程二岗南、黄壁庄水库均在 人库洪水起涨前开始加大泄量并且岗南维持与区间错峰,减轻黄壁庄水库的压力,黄壁
8、庄水库按运用方式限泄,以保护沫沱河大堤,调度结果比较理想,见表。斑假拟侧度 与实际润 度苗一 分析对比衰名名称称用目目恤拟过怪怪实际运行行比理理肖肖南南启一 水位一,水水 库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库离洪水位礴礴一大滋,八加价价览庄庄召 两 水 位阳阳日日水水 库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库库最最最 离 洪水位宁宁级级级 大泄扭,八衰艘拟润度与实际润度结果分析对比衰名名称称项目目暇拟过粗粗实际运行行比整整肉肉 南南起祠水位,水水 厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚厚高洪水 位一盈盈盈 大泄八盛庄庄起润水位水水浑浑浑浑浑浑浑浑浑浑浑浑浑浑
9、浑浑浑浑浑浑浑浑浑浑浑高拱水位皿了了一最最最 大遗,八允允一肠肠时时间间时时时时时时时时备注注计计算未计人时时以以以以以以以以以以以以以以以以以以以后降雨雨卜卜际。,三、调度灵活性讨论黝撇瓣黝答淤减澎衡在严格执行调度运用方案 的前提下灵活地进行防洪调度 可以发挥较大的防洪效益,降低 防洪风险,减小防洪与兴利的矛盾。梯级水库防洪调度虽然难度大,也存在灵活性问题,水库的调度运用方案是水库调度的依据,具有法律效力,但设计给定的运用方案是根据不同频率设计洪水计算出来的,而实际来水情况千变万化,洪水过程也各不相同,再完善的运用计划也不可能包罗一切。需要根据批准的调度计划和运用原则、水库 的防洪标准、工程
10、质量、泄洪能力、气象、实际预报过程中,应是每隔一个时段预报一次,做一次修正。根据黄壁庄水库降雨量和洪水总量大于岗南的结果,黄壁庄水库人库洪水过程大于岗南水库人库过程,不再推算。根据降雨前的前期影响条件,月末、月初已有间断较大强降雨过程,且两库都是超汛限水位多的高水位运行,此时降雨仍在继续,岗南的洪水过程比区间早小时,区间人流暂时不超过下游保护标准,因此要考虑马上实施预泄,不能等洪水人库后再泄。假拟调度过程一岗南、黄壁庄水库按运用原则运行,黄壁庄水库控泄砂,不超过下游河道深槽,避免过早造成下游损失,岗南水库控制泄量,尽可能不人为抬高黄壁庄水库水位,然后根据降雨情况 和岗南区间洪水过程 随时调整泄
11、量,调洪结果见表。结论 假拟调度在最大泄量不变的情况下,岗南最高洪水位不超过防洪高水位,可减少上游淹没损失。结论提前加大泄量,两库蓄水位均可略有降低,并且下游河道泄量也可以减少。从两个假拟调度结果可知 及时准确 的预报和适 时预泄会减轻上游和下游的灾情。即使从月日时按预报结果已知洪水大致过程后,马上实施加大泄洪方案,也可以有较好结果,即起调水位按岗南、黄壁庄水库实际运行水位,在大洪水到来之前逐渐加大泄量,且泄量不大于来水量,也能减少洪水位过高引起的上游淹没损失。因为降雨初期下游河道基本无泄量,只要结合下游河道承受能力,在不违背调度原则的条件下灵活决策,早放可早争取主动,提前减轻洪水对上、下游的
12、压力。在实际运用 中,有许许多多不可预测的因素影响调度结果,调度的灵活性应建立在科学预测 的基础上,可以在比较可靠的预报前提下实施预泄,使库水位在洪水到来之前降低到汛限水位,或在调度运用原则规定范围内逐步加大泄量,避免给下游造成不应有的损失。下转第页龙程管瑰较小,压应力不大。在降温阶段混凝土收缩,此时混凝土弹性模量已经很大,受基岩或老混凝土约束影响,会产生极 大 的拉应力。野沟门水库溢流坝面 混凝土沿坝轴线分缝,上下游分块浇筑,即混凝土上下游有施工冷缝,此施工冷缝未加处理,把坝顶混凝土分割成沿坝轴线长、顺水流方向长约的混凝土块体。坝顶混凝土厚约,散热较慢,施工时未采取有效温控措施,造成混凝土温
13、升过大。结构直接暴露于大气之中,温度受外界气温影响较大,准稳定温度场较低,混凝土温降较大,产生较大温度应力,由于混凝土块体沿坝轴线方向较长,受约束较大,故产生垂直坝轴线的裂缝。收缩应力混凝土浇筑后会发生各 种收缩,包括塑性收缩、干缩、自收缩等,这些类型的收缩是叠加的,其中干燥收缩是导致混凝土早期开裂的主要原因。塑性收缩发生在混凝土凝结之前,它的大小与混凝土表面失水有关,刚浇筑尚未养护的混凝土表面会由于表面水分蒸发引起收缩且受混凝土体约束而开裂,这种裂缝一般较浅,但裂缝出现后加 速水分散失,裂缝会逐步扩展。塑性裂缝是当混凝土单位面积上水的蒸发率超过了泌水上 升到表面的速率时出现的。混凝土表面蒸发
14、速率高可能有以下原因混凝土温度高,气温高,空气湿度小,风速大。干缩是由 于水从已水化水泥浆的毛细孔 向外蒸发造成的,混凝土 因蒸发失水干缩变形,混凝土内水分湿度的变化服从于扩散方程,其解法与热传导方程类似,有时干缩也可以当量温降来代表,混凝土 的导湿能 力远小于其导温能力,内部水分散失需很长时间,短时表层失水干缩就可能产生较大拉应力。加筋混凝土发生干缩 时与混凝土收缩不同,钢筋的热膨胀系数与混凝土接近,二者发生温度变形时基本可同步进行,相互约束产生应力很小,但在混凝土发生干缩时钢筋不收缩,由于钢筋约束,混凝土内发生拉应力。水灰比越大,干缩裂缝越大。置于湿度不饱和空气中的混凝土,温度越高,水分散
15、失越快,干燥收缩值增大,干缩裂缝出现的可能性越大。自收缩是 由于水泥水 化 时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,产生所谓的自干燥作用,使混凝土相对湿度降低,体积缩小。自收缩与干缩以类似的方法造成混凝土开裂。通过调查得知,混凝土施工后未采取有效养护措施,造成混凝土失水过快,加之工程区气候干燥、风速较大,产生收缩裂缝。上接第巧页四、影响梯级水库调度的关键性问题获取准确的水文信息是实现科学决策的关键。准确的水文信息是决策的依据,尤其是上、下游水库的洪水信息、区间洪水信息及下游河道的洪水信息,都要及时掌握,才能权衡利弊,科学决策。梯级水库涉及上下两库、区间和下游保护目标,所以科学灵活的决策离不开准确的水文
16、信息的支持。目前岗南、黄壁庄水库已安装了卫星云图系统,能随时掌握天气情况安装了水文自动测报系统,该系统在岗南以上及岗、黄区间流域布设了卫星、超短波水雨及雨量站,站点布设合理,基本控制了主要干流及支流的雨水情况,可基本满足水库洪水预报及洪水分析的需要。此外,岗南、黄壁庄水库还开发了洪水预报调度系统,该系统的建立,为准确、及时预报调度提供了可靠保障。三、结论伙艺公年协期野沟门水库溢流坝面混凝土出现裂缝的原 因不是外加荷载、基础变位、拱圈温升,而是温度应力及表面收缩应力共同作用的结果。混凝土表面出现裂缝后应力集 中显著,经过温度变化、水力劈裂等作用,裂缝进一步发展。传统强度理论是在假设材料无缺陷、无
17、裂纹的基础上建立的,对于已产生微裂纹的混凝土结构,单靠强度理论来判断是否开裂或裂纹是否扩展是不够的,应对裂缝如何扩展、何时止利用汇流时间科学地“打时间差”。洪水汇流到下游河道有一个较长的过程,这一过程提供了足够的决策时间,但是 如果利用不好,就会使水库的泄流与下游的地面汇流同时出现在下游河道,这是调度大忌。由于下游河道长时间千枯,即便是较大流量通过也有一个自然滞蓄过程,在泄洪中应充分利用这一条件,及时预泄,既不会给下游造成损失,也可补充地下水。另外预泄时间宜早不宜晚,对于大洪水来讲,时间就是生命,就是经济损失。科学利用汇流时间,利用下游干枯河道的滞蓄作用,对于优化洪水调度将发挥关键作用。口裂等
18、一系列问题进行深人研究。口作者单位河北省岗南水库管理局作者单位电科 学研究院韩肤运生中国水利 水河 北省水利 水电第二勘测设计研究院本期导读本期易读枷尸加强水库防洪管理做到保安全多蓄水水库是除害兴利、调洪蓄水、保障下游防洪安全、促进经济社会发展与人民生活水平提高的重要基础设施,是河系来水的重要控制性枢纽工程,是防洪工程体系的第一道屏障。水库的安全运用,可以保障下游河道安全行洪,保障下游广大人民群众生命财产安全 水库的科学调度,可以在保安全的前提下多蓄水。这对于旱涝交替频繁发生的河北省而言尤其重要。那么,河北省的水库安全存在哪些主要问题,面对这些问题有何对策,详见 页。尸四抓机遇促发展做好“十五
19、”水电农村电气化县建设工作众所周知,党中央、国务院在“七五”、“八五、九五”期间,连续在全国安排了批水电农村初级电气化县建设,我省保定市易县、张家口市赵家蓬区分别列入第二批和第三批,现已圆满完成建设任务,这拉开了我省水电农村 电气化县建设序幕。“十五”期间,国家在前三批水电农村电气化县建设的基础上,提高建设和达标标准,安排了个水电农村电气化县建设任务,我省即有个。这对于我省而言,机遇好,任务重,困难大。那么,“十五”期间我省水电农村电气化县建设工作如何实施,其资金筹措、政策制定、组织保障、前期工作如何,详见页。河北水利砧只招年中期尸关于梯级水库防洪调度技术问题的探讨搞好在河流上下游布置、相互之
20、间联系紧密的梯级水库的科学调度和联合运用,对减轻和避免洪水灾害、保护下游防护目标的安全具有重要作用。岗南水库和黄壁庄水库是串联在沫沱河上的两座大型水库,且两库区间有支流冶河汇入,联合调度涉及面广、难度大,在梯级水库联合调度运用中具有相当的典型性。如何将洪水到来时水库自身的安全蓄泄、区间入流错峰与保护下游水库安全等因素综合考虑,在遵循调度原则、严格执行调度运用方案的前提下,灵活掌握,最大限度发挥水库防洪减灾、蓄水兴利效益,详见页。尸困推行水资源论证加强水资源管理近年,国家及我省有关水资源论证方面的政策、法规相继出台,水资源论证制度逐步完善。开展水资源论证工作,对进一步加强水资源管理、促进水资源优化配置、实现水资源可持续利用发挥着重要作用。我省在水资源论证方面做了哪些工作,今后的工作重点何在,详见页。尸张家口市水利公共财政问题探讨建国后,我省水利事业取得长足发展,这与财政的大力支持密不可分。作为群众年人均收入相对较低的张家口市更是如此。那么,在市场经济条件下,如何更好地发挥水利公共财政的作用,使水利事业稳步快速发展,张家口市应对有策,详见页。