关于水库优化设计理论探究

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1、关于水库优化设计理论探究　　摘要：本文通过对水库工程优化设计进行分析研究，从技术、经济、社会、环境等方面论证其可行性，并重点对水库优化设计数据采集、测量技术运用重点注意事项进行提出了要求。关键词：水库工程优化设计库容优化数据中图分类号：TV文献标识码：A水库有山谷水库、平原水库、地下水库等，以山谷水库，特别是其中的堤坝式水库，为数最多。通常所称的水库工程多指这一类型。它一般都由挡水、泄洪、放水等水工建筑物组成。这些建筑物各自具有同作用,在运行中,又相互配合形成水利枢纽。水库工程规划通常应在流域规划、

2、地区水利规划或有关专业水利规划的基础上进行。水库工程是一项重要的水利工程设施，科学合理的优化设计可以根据人们的需要改变河流中的流量变化过程，有效地拦蓄洪水，提高枯水径流，达到防洪、兴利、综合利用水资源的目的。1水库优化设计的意义1.1水库水库是我国防洪广泛采用的工程措施之一。在防洪区上游河道适当位置兴建能调蓄洪水的综合利用水库，利用水库库容拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的。71.2水库的兴利作用就是进行径流调节，蓄洪补枯，使天然来水能在时间上和空间上较好地满足用水部门的要

3、求。2水库优化设计水库特征水位的选择2.1水库特性曲线。水库的特征曲线是描述水库库区地形特征的，包括：水库水位~面积曲线H~f（A）。水库水位与容积曲线H~f（V）（V＝，而（A1+A2）2.2选择正常蓄水位。要根据库区淹没浸没情况、坝址及库区地形地质条件、河流开发的梯级衔接以及水文特性等，先拟定允许的极限变动范围，而后再在这一范围内拟定若干比较方案，通过各方案的水利动能指标、效益指标和投资、工期等确定。2.3选择死水位。要根据水库库容特性、综合利用要求以及设计、施工、机电等方面的特殊限制条件，在可

4、能的上下限间拟定几个方案进行比较。2.4选择防洪限制水位。关键在于协调防洪与兴利的矛盾，在多泥沙河流还涉及对泥沙淤积速率与部位的控制，多在拟定的正常蓄水位基础上进行一些方案比较。防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位都属与拦洪有关的水库水位，水位高低取决于水库下游保护对象的防洪标准、水库工程等级及设置的泄洪设施，一般可在选定的其他特征水位的基础上进行局部方案比较。72.5水库总库容。对各种水位和库容进行分析和计算，V总＝V死+V兴+V防+V超，最后根据水库水位与容积曲线图上查出相应V总时的水位，加安全超

5、高和风浪爬高，即得水库坝顶高程。3水库优化设计中需要注意的重点部位设计3.1工程安全。水库蓄水后，一旦失事将会造成可估量的损失，为此要把这一问题放在首要位置加以考虑。除必须对采用的水文资料、地质资料、水力计算、水工结构分析等方面的可靠性进行评价外，还要对某些自然因素、人为因素可能带来的风险作出估计。3.2泥沙问题。多泥沙河流上的水库蓄水后，将引起水库淤积和坝下游河道的冲刷，从而对航运、防洪、供水等方面造成一些新问题。对此，要慎重对待，根据水库运用条件进行冲淤分析计算。必要时要研究设置适当的排沙设施，

6、并考虑对水库运行方式加以某些限制。按泥沙因素确定死库容，年淤积体积V淤年=FsF/r。其中，Fs：年淤积量模数，以吨表示，根据环保部门、水土保持部门的资料得到。F：承面面积（Km2）r：泥沙的淤积容量，一般为1.1~1.6吨/立方米。V死=V淤年N。73.3库区淹没。编制工程规划时，要根据水库运行方式，考虑淹没对象的具体条件划定淹没范围并拟定同的处理标准，提出相应的处理规划。中国人多地少，许多水库建设都将涉及大量移民安置问题。妥善安排移民生产生活，是处理规划中的重要内容。3.4生态环境。水库建成后，

7、对生态环境造成的影响，也常是衡量工程可行性的重要因素。通常需要考虑的，除上述因库区移民、水库泥沙带来的问题外，通常还需考虑：水库蓄水后对水温、水质、渔业生产条件、文化资源损失、库区生物群体环境、疾病传播与人群健康等方面的影响。所有这些都要作好预测并认真加以分析。根据规划的发电量所需最低水头的坝前高程，该水位以下的库容为死库容。养殖水深大于2米，按规划航运终点航船要求的枯水季的吃水深度，该水位以下的为死库容。3.5水库兴利库容及水位。水库一般是年调节，年调节前提：年来水＞年用水，多年调节：设计年来水＜

8、设计年用水，但多年设计年来水＞多年设计年用水。调节计算的原理是把调节周期分为若干个计算时段，并按时序进行逐时段的水库水量平衡计算。根据不计入损失时的V兴，加以考虑计入损失库容，得出相应计入损失的V兴，再加上死库容得出总库容，然后在H－f(v)曲线查出相应水位即为兴利水位。73.6设计洪水计算。首先作一定的资料收集，审查可靠性和代表性的洪水流量，再作修正工作（插补延长洪水径流系数），作历史洪水调查。然后根据在水文系列资料中，每年选一最大洪峰流量进行水文统计，绘制理论频率