水电站洪水设计分析论文全文Word格式.docx
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古田溪一级水库以上有大桥、前垅、达才、钱板、平湖(源里)等5个水文站和十五个雨量站。
资料每年按规范要求整编和送福建省水文总站汇审,具有良好精度。
建库后,电厂对一级水库库水位、泄洪、发电、下游水位、入库站流量均有系统完整的观测记录,因此用水量平衡法反算入库洪水,是可靠的。
关于古田溪历史特大洪水调查先后进行过两次,第一次是1954年7月水电总局101工程勘测队开展的,沿溪测量了1952年特大洪水痕迹,同时还调查了1948年洪水。
第二次是1956年9月院会同古田水文站进行的,调查和推算了1952、1931、1948年特大洪水。
1964年院最后确认一级水库坝址1952、1931、1948年特大洪水洪峰流量依次为4200、3430、3170m3/s,估量1952年洪水重现期约为80~200年,1931年约为30年,1948年属一般洪水。
1964至今36年来尚未发生比1931年更大的洪水,因此,可将1952年的洪水重现期认定为116-236年,平均约为180年;
1931年约为60年。
特大洪量的重现期难于调查,除一天洪量与洪峰流量关系紧密可认为与洪峰同频率外,其它洪量重现期均难以确定,从安全考虑将作一般洪水看待。
1.2资料一致性分析
根据防洪计算要求,设计洪水应为建库条件下的入库洪水,对此进行调洪计算,推求设计洪水位和校核洪水位。
因此必须把1931、1946~1958年建库前的实测坝址洪水和1959年建库后实测的库水位、泄流、发电资料全部转换为入库洪水,以保证洪水系列的一致性。
坝址洪水转换,参照华东院1987年研究成果,入库洪水与坝址洪水的洪峰流量、一天洪量、二天洪量、四天洪量的比值分别为1.16、1.04、1.00、1.00,按此将建库前实测的坝址洪水转换为入库洪水。
建库后的入库洪水,按照下述水量平衡方程反算:
式中是时段的平均净入库流量(即已扣除了水库的蒸发、渗漏损失),取1小时;
、分别为时段初、末的蓄水容积,由库水位纪录查库容曲线求得;
为溢洪道泄流和发电流量之和,分别由泄流记录和发电负荷纪录计算。
1.3资料代表性分析
一级水库洪水系列具有1946~1958年的实测流量记录和1959年至今反算的入库洪水,洪水系列长达50多年,如图1所示,包括多个丰枯周期性变化(每个周期约11年左右),并有可靠的历史特大洪水资料,具备了良好的代表性要求。
以上表明,一级水库洪水系列具有良好的可靠性、一致性和代表性,根据设计洪水计算要求,可以采纳由流量资料推求设计洪水。
图1多年洪峰流量变化过程
2.设计洪峰洪量计算
2.1洪水频率分析
古田溪一级水电站为二级工程,按规范确定大坝设计洪水标准为100年一遇,即p=1%;
校核标准为千年一遇,p=0.1%。
按规范要求,考虑特大洪水作用,对一级水库入库洪峰、洪量系列按统一样本法计算经验频率,按矩法初估统计参数—均值、Cv和Cs,分布函数选用P-Ⅲ型,最后以适线法确定理论频率曲线,如图2为洪峰流量的理论频率曲线,得设计洪峰、洪量见表1:
表1古田溪一级水库入库洪水频率计算成果表
项目
成果名称
洪峰流量
Qm(m3/s)
洪量W(106m3)
一天
二天
四天
统计参数
均值
1719
66.1
91.3
122.6
Cv
0.49
0.46
0.45
0.43
Cs/Cv
3.5
线型
P-Ⅲ
设计值
频率
(%)
0.1
6370
229
310
399
1
4622
169
298
图2一级水库洪峰流量理论频率曲线
3.设计洪水过程线推求
采纳典型洪水同频率操纵放大法推求设计洪水过程线,即首先选择典型洪水,然后按推求的设计洪峰、洪量对典型洪水进行放大。
古田溪属山溪性雨洪河流,洪水由暴雨形成,溪水源短流急,暴涨暴落,降雨分布常常不均匀,洪水峰型以双峰和多峰居多。
年最大洪水发生在3~10月,以5月下旬至7月中旬和9月居多,前者多为锋面雨,后者常为台风雨。
根据洪水特性和工程设计要求,从一级水库实测资料的入库洪水中,选择了前八位的大洪水年份,即1966,1990,1977,1988,1968,1974,1982和1992年的洪水过程进行比较分析,最后从中选择了两个典型:
(1)1966年9月洪水发生时间比较靠后,地区分布上主要来源于上游,是晚期大洪水典型;
(2)1992年7月5日~9日洪水,属多峰型洪水,峰、量都很大,尤其洪量无论在一级水库还是在区间均居第二位,地区分布上区间较大,是主汛期大洪水典型。
据以往分析,对一级水库防洪起决定作用的是设计洪峰和一天洪量、二天洪量、四天洪量,因此以设计洪峰、一天洪量、二天洪量和四天洪量为操纵,分段放大典型洪水过程线,在保持时段设计洪量不变的条件下进行修均,即得某种典型计算的设计洪水过程线(见图3、图4,)。
图3设计洪水过程线(66年9月型)
图4设计洪水过程线(92年7月型)
4.结论
从以下几个方面看,此次复核计算成果是比较合理可靠的,可作为下一步研究提高汛限水位可行性时调洪计算的依据。
1、实测洪水从1946-1999年,历时54年,超过洪水设计规范要求的不低于30年的要求,并有丰富可靠的洪水调查成果,为正确计算奠定了牢固的基础;
2、古田溪属典型山区性河流,洪水陡涨陡落,其洪水统计参数Cv随统计时段增长而逐渐减小,符合洪水变化的一般规律;
设计洪水统计参数——均值、(=W/T,W为历时T的洪量)、Cv、Cs/Cv随统计历时的变化,均有很好的规律性;
3、各频率曲线综合在一张图上,彼此协调,不会出现相互交叉现象;
4、与上下游及相邻流域洪水频率分析成果比较,一级水库的设计洪水统计参数与相关线(地区经验公式)配合紧密,符合洪水的地区变化规律。
5、与1987年、1993年洪水复核成果相比(见表2),虽稍有偏大,但相差甚微,说明成果是相当稳定可靠的。
表2古田溪一级水电站洪水复核成果比较
复核年份/复核单位
P=0.1%
P=1%
Q
W1
W2
W4
1987/华东院
6110
239
311
374
4470
173
228
295
1993/武水
6330
219
300
386
4610
162
223
290
20XX/武汉大学
注:
Q代表洪峰流量,单位为m3/S;
W1、W2、W4分别为一天、二天、四天洪量,单位为106m3。
bstrct:
WestudythefesibilityofheighteningthelimitingwterlevelduringfloodsesonboutthefirstcscdedpowersttionGutinxi,itbseonthenewhydrologicldtndopertionlrecordofthepowersttionfterbuildingreservoirin1959.Scientificllyprobetheclcultionmethodofreservoirflood、delwiththeextrordinryflood、nlyzingtherepresenttionofdt、frequencynlysisndssythertionlityofresults.Insuretheresultsofclcultingthedesignfloodofthefirstcscdedpowersttionisccurtendrelible,mkethesturdybsefordeeperstudythefesibilityofheighteningthelimitingwterlevelduringfloodseson.
Keywords:
Fesibility;
Designflood;
Clculte;
nlyzethertionlity
XX简介:
陈刚(1977—),男,湖北孝感人,助理工程师,从事水文水资源工作。