水库除险加固水文水利计算成果的几点思考

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水库除险加固水文水利计算成果的几点思考

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-12-11 3030


摘 要 本文以板桥河水库为例,对其进行除险加固的原因进行了介绍。对流域洪水资料的代表性问题,多年来流域平均流量因增长的径流系列而减小的原因进行的讨论,对该水库的除险加固水文水利计划成果的可行性,进行了证实。关键词 平均径流量;除险加固;洪水分析;水文水利计算成果  本文以板桥河水库为例,板桥河水库是一项以农业灌溉为主,兼顾城镇生活供水的中型水利工程,1957年12月开工建设,1959年3月竣工投入运行。根据灌溉用水不断增加的需要,曾先后于1963、1978、1987年三次进行加固扩,总库容已达7940.0万m3。  1 相关研究的发展状况  随着人类水事活动的增加以及社会经济的发展,在获取了最大化的经济效益的同时,人们也越来越关注其所承受的风险。水利工程投资大,工程艰巨,工期长,项目技术复杂,不可避免的在建设和管理过程中会受到很多不确定因素的影响,比如说,防护区内的经济发展水平,防洪效益的大小、洪水的频率以及财产的增长率等等。这些随机的因素都可以让工程项目的预期值和经济效果产生一定的误差,也就是说存在这经济效益方面的风险。  风险决策或者是风险分析的结论,与在进行经济风险分析时所采用的方法有着直接的关系。在这一方面有不少学者进行了相关讨论,也得出了一些比较有益的结论。随着熵理论和矩分析方法的日渐完善,近年来,有学者将风险评估和概率论、信息熵结合了起来,构建了最大的熵风险评估模型。  与新建水库工程相比水库除险加固项目有所不同,与续建、扩建、改建项目虽有类似,但实质上也是存在着一定差异的,所以其总体效益难以按建设阶段划分, 其经济评价有一定的特殊性按照增值投资对应增值效益对水库除险加固项目进行经济评价是非常困难的,所以,一般来说水库的除险加固项目一般只能够按照全部产出和全部投入进行整体经济评价。在国民经济评价的过程中,在项目的投入部分要把水库的除险加固建设期离析和投资计算在内。而在产出的效益当中,不仅要考虑直接的经济效益,对于消除工程安全隐患等所间接获取的经济效益也要进行考虑。  社会效益以及其他经济效益是除险加固工程的主要效益。如果谁能够有效地对洪水进行控制,那么水库所产生的主要效益就是防洪效益,其通过消除灾害间接的带来了效益,并不是水库直接创造的财富,其主要体现在加固后提高了防洪的标准。对于水库的防洪效益,目前一般采用频率分析法进行计算,也就是通过对除险加固前后水库所发生的同频率洪水所造成的下游淹没损失情况进行比较。而其他经济效益主要包括,初估增加的蓄水量及因此而增加的灌溉、发电、防洪、供水等相关效益。  在工程使用期内,工程效益分析会设计到洪水随机组合所产生的不确定性问题。当前的水利工程经济评价,没有考虑到众多因素的随机性和市场的变化,所采用资金的时间价值的静态分析。  与水库建设项目的风险评估过程相比,水库除险加固工程风险评估过程基本相同。但是因为很多病险水库缺乏资金和相关的基础资料,要想和新建水库一样拥有详细的资料进行风险评估的具体分析是不可能的。所以,构建一套简化的、便于推广和操作的风险评估体系,是具有非常重要的实际意义和理论意义的。当前,对于水库除险加固效益的风险评估研究,我国仍处于探索的阶段。  2 问题的提出  本文案例水库坝因1956年底兴建拦河坝后,河段为人工渠道,较为顺直,长为200m,河床为红粘土土壤较为稳定。板桥河水库位于板桥河下游,板桥河属珠江流域南盘江水系甸溪河三级支流,发源于师宗县鸭子塘山一带,河流自东北向西南穿谷渲泄而下进入板桥河水库。水库坝址以上本区控制径流面积107.6km2,主河道长26.0km,河道平均坡降6.264‰,流域自东北向西南倾斜,呈狭长形分布,流域平均宽度仅3.1km,其形状系数0.12。河流水系发育单一,属中山地貌,地形变化不大,谷岭相差也不大。径流区植被较好,多为云南松,林间有灌木杂草,人类活动影响主要集中于下游河谷一带。但是坝脚局部在库水位达到正常高水位时形成了流土和管涌,虽然多次对这一隐患进行了处理,但是并没有得到根本上的解决,造成了水库的运行只能在低水位,这给防汛工作带来很大压力,也为水库效益的正常发挥带来了巨大的影响,对下游的耕地以及人口的安全造成了严重的威胁。此外,该水库溢洪道、土坝均属于二等建筑物,该水库防洪标准根据现行规范应该为五千年校核、百年设计,实际没能达到防洪标准要求,因此必须进行除险加固。在除险加固设计中水库的水文水利计算,遇到了以下两个主要问题:一是洪水资料的缺乏代表性,以此为基础所推求的设计成果缺乏可靠性,必须要进行进一步的合理性分析;而是原设计值与多年平均径流量相差较大。  3 多年平均径流量  该水库原有设计所采用的是1969年~1999年的径流系列资料,多年平均径流量为1.37亿m3。本次加固设计中为30年的径流系列资料,多年径流量减少了18.2%以上,少了0.25亿m3,为1.12亿m3,这是必须要首先进行澄清的一个重要问题。  

HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯树脂为原料生产的一种防水阻隔型材料。(密度为0.94g/cm3或以上的土工膜)。HDPE土工膜全称“高密度聚乙烯膜”,具有优良的耐环境应力开裂性能,抗低温、抗老化、耐腐蚀性能,以及较大的使用温度范围(-60--+60)和较长的使用寿命 (50年)。HDPE土工膜全称“高密度聚乙烯土工膜”,具有优良的耐环境应力开裂性能,抗低温、抗老化、耐腐蚀性能,以及较大的使用温度范围(-60--+60)和较长的使用寿命50年,广泛使用在生活垃圾填埋场防渗,固废填埋防渗,污水处理厂防渗,人工湖防渗,尾矿处理等防渗工程。

累积均值曲线按照实测径流系列资料进行了绘制。通过曲线图我们得出,均值随着径流量系列的增加更趋于稳定。通过实测径流系列资料所绘制的累积曲线,我们得知该系列资料有枯水段,也有丰水段。同时对降雨量也进行了比较,由于本河流域没有气象站,因此只有板桥河水文站拥有一部分降水资料,水库附近的水文站拥有30年降雨资料。1990年以后,水库加强了水文资料的观测,水位、出流量、降水量、E601蒸发量观测资料齐全,精度较高,且经省水文水资源局汇编可供使用。根据1990年至1999年水库水文资料,还原入库径流量系列。1990年至1999年期间的入库径流量系列包含了竹箐河水库蓄水,矣维隧洞引水量的影响,所受人类活动影响程度基本相同,资料的一致性较好。从以上两点的分析我们可以得出,本次除险加固设计成果具有可靠性,径流系列资料非常具有代表性,原有的设计则因为系列短,缺乏一定的代表性,因此具有较大差距的成果。

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