基于防洪規(guī)劃的水文分析研究

1、<p>　　基于防洪規(guī)劃的水文分析研究</p><p>　　【摘要】本文闡述了現代水文是防洪規(guī)劃的基礎，介紹了城市水文學研究的特性，并結合實例加以論證。 </p><p>　　【關鍵詞】防洪規(guī)劃 水文分析 研究 </p><p>　　中圖分類號： TV87 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　一、前

2、言 </b></p><p>　　洪水災害日益嚴重, 威脅生命財產安全, 有礙社會經濟和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。整體防洪體系規(guī)劃和建設是國家和地方政府的職責, 是科學、技術人員的任務。防洪體系組成需要堅實可靠的水文基礎。長江流域防治洪水、減緩災害的實踐表明: 水文科學技術是防洪的非工程措施,也是整體防洪體系的基石。體系的構想、規(guī)劃, 工程的措施設計、運行, 系統(tǒng)的優(yōu)化調度和科學管理, 以及其他非工程措施的

3、制訂和實施, 都需要現代水文綜合應用多學科新技術, 緊密結合社會經濟、政策法規(guī)、生態(tài)環(huán)境和能力建設。 </p><p>　　二、現代水文是防洪規(guī)劃的基礎 </p><p>　　現代防洪體系一般由堤防、水庫、分蓄洪區(qū)等工程措施以及洪水預報警報、政策法規(guī)、洪水保險等非工程措施組成。工程措施是人類防洪的重要手段, 其效果如何由防洪規(guī)劃所規(guī)定的任務和作用而定, 它直接受人類認識洪水規(guī)律的影響。 &

4、lt;/p><p>　　近年來, 隨著經濟發(fā)展, 人類活動以及其他各種影響因素的加劇, 各地洪災的頻繁出現, 使以往的防洪規(guī)劃不能滿足現在的防洪要求, 許多問題有待進一步研究, 特別是防洪規(guī)劃中的水文問題。只有建立在最新水文資料基礎上的防洪規(guī)劃, 運用現代水文理論, 才能更好地指導今后的防洪工程體系的建設。因此, 為流域防洪規(guī)劃的適時修訂, 提供配套的流域防洪計算方法和工具, 是廣大水文工作者所面臨的迫切任務。水文設

5、計是由現有資料對未來可能出現情勢的預估, 其成果質量的精度對防洪規(guī)劃及防洪工程設計影響巨大。我國原有江河的防洪規(guī)劃因完成時代較早, 采用的資料系列長度較短, 代表性似顯不足。眾所周知, 水文現象的隨機性、水文系列的短缺或代表性不夠、水文參數的不確定性, 會導致水文設計值的誤差和變化, 直接影響到防洪規(guī)劃的成果。傳統(tǒng)防洪規(guī)劃的水文設計, 方法也較為單一。 </p><p>　　在各大江河防洪工程體系建設初期, 大多

6、數是按單項工程本身的防洪作用來確定工程規(guī)模的。特別是早期修建的大型防洪水庫,主要是依據水庫所處的地理位置、承擔的任務、社會經濟條件和洪水大小來確定它的規(guī)模和相應的設計運行特征水位。在當時的條件下, 很難考慮流域或地區(qū)的防洪工程體系形成后的工程調度運行規(guī)則和水庫的控制特征水位。近年來, 隨著水文科學的迅速發(fā)展以及各類信息來源的增加, 使過去難以考慮的受人類活動、氣象等因素影響的現狀條件下洪水分析預測成為可能, 將系統(tǒng)理論、隨機過程理論等現

7、代水文學的方法運用到防洪規(guī)劃中來, 為解決防洪工程體系中的規(guī)劃問題提供了新的有效工具。 </p><p>　　三、城市水文學研究的特性 </p><p>　?。ㄒ唬⒕C合性。城市水文學涉及水文科學、水利工程科學、環(huán)境科學、社會學和城市科學，是一門綜合性很強的交叉學科。因此進行城市水文研究，解決城市水害，應由多學科合作完成。 </p><p>　?。ǘ?、動態(tài)性。由于

8、城市地區(qū)的人類活動十分頻繁，城市建設發(fā)展隨時而變，因此城市水文學在研究較長時間內的準平衡狀態(tài)時，還須著重考慮隨時間變化的動態(tài)過程。1851 年摩爾凡尼提出的計算洪峰流量的合理化公式可看作是城市水文學的開始。1851―1967 年為城市水文學的早期發(fā)展階段，主要沿用一般的水文學方法來處理城市水文學問題。以后城市水文學發(fā)展較快，逐步建立了一些具有城市水文特點的分析方法。 </p><p>　?。ㄈ?、安全性。在城市防

9、洪和排水工程的規(guī)劃設計中，首先需要解決安全性和經濟性的關系。以往都用超過某一量級的暴雨和洪水流量發(fā)生的頻率或重現期作為設計標準。近年來的研究認為,設計標準不僅要考慮重現期,而且要考慮風險率和可靠度。 </p><p>　　四、現代水文預報是防洪工程建設和調度的依據 </p><p>　　現代水文預報技術不僅考慮短期降水及洪水傳播,還過渡到既考慮衛(wèi)星云圖、遙感遙測等采集的氣象因素, 又考慮洪

10、水來源、河道沖淤變化等水文因素的影響, 使洪水預報的精度大為提高。更可以利用氣象上的降水定量預報、中期形勢數值預報、長期預報等多途徑、多方法深入探討, 通過建立大尺度的水文氣象模型或具有水文機理的模型進行長期、中期預報, 使洪水預見期加長了, 為有關部門提前作好防汛準備創(chuàng)造了條件。現代水文預報另一個最重要的特點是, 可以作實時預報, 特別是隨著地理信息系統(tǒng)( GIS) 、人工智能系統(tǒng)、專家系統(tǒng)及現時校正技術的大量使用, 將明顯縮短洪水預

11、報的時間, 提高短期預報的精度, 時效性增長, 使防洪決策部門有充足的決策和調度時間, 把洪災損失降至最小。五、實例分析 </p><p>　　紹興市區(qū)位于蕭紹平原中部,地理位置處于東徑120°35′,北緯29°59′. 紹興市城市防洪規(guī)劃范圍:北起104 國道北復線,東起平水東江,南至越南路、西至紹大線公路,總面積為44. 6k? .紹興市城市地面及道路高程在4. 8～7. 2 m ,一般為

12、5. 0 m左右.紹興市有紹興水文站,位于市區(qū)南門,觀測項目有雨量、水位. 雨量資料從1929 年到1936 年和從1951 年到2003 年的連續(xù)資料系列;水位資料從1957 年到2003 年47a 資料系列,其中1960 年、1962 年系東湖站水位. 市區(qū)附近雨量站有漓渚、富盛、馬山、堯郭站,資料系列較長;水位站有婁宮、毓秀橋、柯橋、陶里等站,用為本次水文分析參證站. </p><p>　?。ㄒ唬?、設計暴雨

13、合理性分析 </p><p>　　蕭紹平原流域面積2 335 k?,設計雨量1 d 和3 d 都小于本次規(guī)劃,設計暴雨均值點、面關系分別為0. 81 和0. 84 ,符合設計暴雨點、面關系一般規(guī)律.曹娥江流域面積4 417 k? (曹娥鎮(zhèn)以上) ,位于紹興市區(qū)東南面,其中山丘面積占82 % ,平原占18 %. 設計1 d 和3 d 雨量略小于紹興市區(qū)設計雨量,參數基本一致.浦陽江流域面積3 431 k?,位于紹興

14、市區(qū)西南面,流域設計面雨量一日和三日略小于紹興市區(qū)設計雨量,其統(tǒng)一參數與紹興市區(qū)基本一致. </p><p>　?。ǘ?、系列代表性分析 </p><p>　　紹興站53a 雨量資料系列分析,年最大一日、三日暴雨均值變幅已較穩(wěn)定. 從第37 年到第47 年最大一日暴雨均值穩(wěn)定在94. 3～96. 0 mm ,其均值相對差在1. 8 %以內;最大三日暴雨均值穩(wěn)定在133. 6～139. 8

15、mm ,其均值相對差在4. 4 %以內. 故設計采用53a 長系列資料. </p><p><b>　　（三）、設計洪水 </b></p><p>　　1、產流計算。產流計算采用初損后損法,流域最大平均蓄水量為100mm ,前期流域平均蓄水量80 mm ,則初損20 mm. 后損每0. 5mm ,穩(wěn)滲每h 1. 5 mm ,凈雨按上述要求進行計算. </p>

16、;<p>　　2、匯流計算。匯入市區(qū)的平水江、南池江、坡塘江、婁宮江、漓渚江的匯流計算,按河流集水面積大于50 k? ,采用瞬時單位線法;小于50 k?用推理公式計算. 以上兩種方法有關參數,均應用浙江省水電勘測設計院的綜合成果. </p><p><b>　　3、水位頻率計算 </b></p><p>　　將實測47a 年最高水位,進行點據分析與洪水調

17、查考證,經頻率計算,其參數為: 平均水位4. 57 m , Cv = 0. 12 , Cs =5 Cv. 在現狀情況下,紹興南門站100a 一遇洪水位5. 40 m ,50a一遇洪水位5. 29 m ,20a 一遇洪水位5. 11 m ,10a 一遇洪水位4.97 m ,5 年一遇洪水位4. 81 m. 1962 年9 月洪水,紹興(東湖) 站最高水位為5. 30 m ,調查南門附近念畝頭水位5. 64 m ,當時由于環(huán)城南河向北泄水受

18、橋涵等影響而不暢,致使紹興南門水位較高.實施城市防洪規(guī)劃、蕭紹平原治澇規(guī)劃工程以后,經疏浚拓寬河道、橋涵等綜合整治,河網的排澇能力將大為改善,紹興南門洪水位將明顯降低. </p><p>　　綜上所述，通過水文分析，掌握相關水文信息，做到未雨綢繆，實現城市防洪規(guī)劃的宏觀調控。 </p><p><b>　　結論 </b></p><p>　　總

19、的看來, 無論是對單個防洪工程建設還是整個防洪體系的運行, 現代水文預報技術都使防洪調度建立在準確的預報基礎上,增加的洪水預見期, 更使得防洪調度游刃有余?？梢哉f現代水文預報技術是防洪調度的依據, 亦是防洪體系中不可缺少的一環(huán)。 </p><p><b>　　【參考文獻】、 </b></p><p>　　[1]張連河．西北某鐵路小流域水文分析與流量計算驗證[J]_甘肅