浅谈水利工程中的防洪特征水位

浅谈水利工程中的防洪特征水位

下坂水库项目是塔里木河流域最近的综合处理计划中唯一的山区水库项目。该工程位于塔里木河主要源流之一的叶尔羌河支流塔什库尔干河中下游,距塔什库尔干县县城45km,距喀什市315km,距叶河干流控制断面卡群渠首190km。下坂地水利枢纽工程,控制塔什库尔干河的多年平均径流量10.91亿m由于下坂地水库工程可促进节水,是开采利用地下水资源的可靠电能基础,是实现水资源联合调度的龙头。有了生态水量,加上河道的疏浚,叶河能完成向塔里木河的输水目标。2洪水调节和防洪特征水位的选择可研阶段,按照塔里木河流域近期综合治理对叶河的要求及下坂地水库工程任务,正常蓄水位在2960m的基础上,按2.50m一个间隔,上、下浮动,对2955,2957,2960,2962,2965m五个方案进行了调节结果和经济指标的全面比较。为进一步分析下坂地水库的调节性能,根据下坂地可研报告审查会期间专家意见,又分析计算了下坂地水库不进行电力补偿的水能水利计算,推荐采用2960m方案。可研审查意见为:“基本同意水库正常蓄水位为2960m”。为进一步复核水库正常蓄水位2960m方案的工程效益特征参数,本阶段对增加2a后的实测资料分析的径流系列进行了分析计算,复核分析按下坂地水库不进行电力补偿方式。初设阶段与可研阶段,下坂地水库坝址径流量即使年际有变化,年内分配有变化,平原水库多年平均损失水量略有减少,下坂地水库多年平均春旱补水量略有增加;本阶段对发电引水洞的复核及优化计算,洞径从5.61m变为5.20m,水头损失有所增加,使发电效益有所降低。总之效益特征指标变化不大,表明下坂地水库正常蓄水位2960m是合理的。2.2死水位选择下坂地水库死水位在可研阶段比较过2910,2915,2920m三个方案,结果表明:随着死水位的抬高,下坂地电站的保证出力降低,水库蓄满率升高,从替代平原水库蓄水量来看,死水位2920m方案,水库蓄满率较高,未能充分发挥下坂地水库控制塔什库尔干河地表径流的目的,替代平原水库的蓄水量较小。2920m方案比2915m方案平原水库多年平均多蓄水量多蓄0.24亿m考虑水库泥沙淤积对死水位的影响,根据水库库岸坍塌方量及泥沙淤积计算结果,下坂地水库泥沙淤积形态为三角洲,水库运行50a与100a后,坝前淤积滩面高程分别为2897m及2899m;水工建筑物的布置对死水位的要求,坝址处河底高程为2893m,地形地质条件及泥沙淤积决定了发电引水洞进口底板设计高程为2905m,发电引水洞洞径5.20m,正常工作要求有一定的淹没深度,因此,从电站正常运行来看,死水位选定2915m比较合适。2.3洪水调节和防洪特征水位的选择下坂地水库洪水因受气候的影响,来洪呈现一日一峰,洪峰流量不大但历时长,洪量较大。因资料样本的限制,设计洪水采用5日洪水作为典型洪水过程进行分析计算,相应推出设计洪水和校核洪水过程。下坂地水库校核洪水标准为5000a一遇,其洪峰流量Q通过上表可以充分反应下坂地坝址处洪水一日一峰,峰不高、量很大。根据实测洪水资料,塔什库尔干河洪水过程历时并不限于五日洪水,最长的洪水历时超过21日。因此在保证枢纽工程防洪安全的前提下,应尽量使每日洪水在当日尽可能泄完,以避免库内由于多日连续蓄洪引起水位升高,威胁枢纽防洪安全。根据以上对洪水过程的分析,确定泄洪建筑物的泄洪规模控制在850m依据《防洪标准》规定,下坂地水库枢纽为大型Ⅱ等工程,其永久挡水、泄水建筑物按2级标准设计。正常运用的设计洪水标准为100a一遇,非常运用的校核洪水标准为5000a一遇,不同洪水标准见表2。2.3.2洪水调节计算原则下坂地水库属河道型水库,从保守角度考虑,考虑静库容进行计算;塔什库尔干河属于少泥沙河流,在洪水调节计算中不考虑蓄洪过程中的泥沙冲淤影响;下坂地水库下游均为高山峡谷区,无重要的防洪任务。枢纽可不专设防洪库容,洪水调节从正常挡水位起调,其下泄流量不受下游限制;在洪水调节过程中,不考虑电站部分参与泄洪;下坂地水库枢纽为“一洞两首”的泄洪建筑物,在正常情况下,洪水主要由泄洪底洞宣泄。当洪水超过底洞最大泄量或底洞因故无法正常投入运用,表孔侧槽溢洪洞投入泄洪,确保工程防洪安全。2.3.3水库洪水调节计算下坂地水库布置泄洪建筑物及泄洪能力为:泄洪洞孔口底坎高程2902m,弧门孔口5m×6m,进口压力短管孔流。表孔侧堰溢洪洞,堰顶高程2960m,侧堰宽50m。下坂地水库不设汛限水位,洪水调节从正常蓄水位2960m起调。调洪计算成果见表3。从表中可以看出:设计洪水位为2963.21m,最大泄流536m3结论下坂地水利枢纽工程防汛特征水位对应的预警时间是综合多场典型洪水从警戒水位上涨到保证水位的时间间隔,同时增加了一定的预留时间,故而是一个综合的预警时间。此外,文章对下坂地水利枢纽工程的防洪特征水位确定原则、机理方法以及标准进行了探讨,可以参照文章的建议结合本工程实际情况