洪水过程范文(精选4篇)
洪水过程 第1篇
关键词:土石坝,溃坝,溃坝决口长度,洪水演进过程
1 概述
1.1 研究背景与意义
据中国大坝协会2009年统计, 截止到2008年年底我国已建各类水库87 151座, 水库总库容7 064亿m3, 占我国河川总径流量的26%, 为世界已建水库总库容的9.9%[1]。小型水库溃坝失事的原因大致为:1) 不够深入的研究和设计, 设计标准低;2) 施工质量控制薄弱, 未能满足设计要求;3) 操作不当, 缺乏观察, 没有防控失事风险的对策, 并且对于大坝已出现的问题不重视[2]。对于水库下游具有村落及耕地存在的情况, 一旦上游水库溃决, 瞬间下泄的大量洪水会给下游地区造成灾难性破坏, 对下游居民的安全及经济造成严重危害。因此, 对上游水库进行溃坝模拟、计算, 确定溃坝后洪水大小、影响范围、演进过程等是制定防洪减灾措施及应急预案的重要基础, 同时也可以为社会合理发展布局提供参考。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 溃口流量过程的研究
分析溃坝的机理是计算溃口流量过程的前提, 进而需要进行大量原始溃坝资料的记录、整理、分析, 以及各种不同的物理实验, 数值模拟等[3,4]。
1.2.2 溃坝洪水演进的研究
溃坝洪水演进数值模拟方法可分为两大类:一类是分段模型方法, 即把坝址作为上、下两段的分界点, 先考虑库区情况与下游水位对坝址出流的影响, 得出坝址流量过程线, 并且将此作为上边界条件, 作为下游做洪水演进的依据。另一类是整体模型解法, 即把下游河道、库区、坝址作为一个整体模型来研究, 可以适用于各种边界条件, 如自由出流、淹没出流等, 可以由程序根据坝址上下游水头差自动求出坝址流量过程。
1.3 研究内容
本文以孝义市东安生水库作为工程实例, 结合公式推求东安生水库溃坝洪水及其向下游演进过程。本文研究内容如下:1) 综合水库的库容、水位、坝高, 根据公式计算土石坝溃坝决口长度与坝址最大流量;2) 根据公式结合谷歌地图推求溃坝洪水向下游演进过程。
2 研究区域概况
孝义市坐落于山西省晋中盆地西南隅, 吕梁山脉中段东麓, 地理位置介于东经111°21'~111°56', 北纬36°56'30″~37°18'45″之间。东与介休市隔汾河相望, 西与交口、中阳县毗邻, 南与灵石县接壤, 北与汾阳市交界。
2.1 流域概况
东安生水库位于孝义市西南, 东安生村东南1 km, 距市区约18 km。该水库于1975年10月竣工, 已运用40年。水库位于孝河支流白沟河的中上游, 控制流域面积6 km2, 流域长3.8 km, 平均纵坡5.7‰, 多年平均输沙量为2.4万m3。库区地质属砂页岩, 土石山区, 植被稀少, 水土流失现象较为严重。
2.2 东安生水库工程概况
东安生水库是一座小 (Ⅱ) 型水库, 其任务是防洪、灌溉。水库设计总库容55万m3, 调洪库容30万m3, 兴利库容5万m3, 死库容25万m3, 坝高17 m, 坝顶长220 m, 坝顶宽4.5 m, 水库保护着下游2个乡村, 7 000亩耕地, 9 200人口的生命财产安全。
3 溃坝洪水分析
3.1 坝址最大流量计算
1) 采用《山西省水文手册》计算。
最大流量:
溃坝决口长度::
其中, k1为坝体材料系数, 均质土坝取1.98;V为溃坝时有效蓄水量, 万m3;H为溃坝时水头或溃坝时坝前水深, 水头计算高度采用坝顶高程;B为坝址处库面宽, 取坝长617 m;L为库区长度, m, 取L/B=5。
2) 采用黄河委员会公式[3]计算。
最大流量:
溃坝决口长度:
其中, K为系数, 粘土类取0.65, 壤土类取1.3。
3.2 计算结果对比分析
土石坝溃决过程是一个复杂的水—土耦合过程, 为保证计算结果的准确性, 溃口大小计算包含泥沙淤积与未淤积两种状态。b1为不考虑泥沙淤积的溃口宽度, 此时取V为总库容55万m3, 取H为坝高17 m, b2为考虑泥沙淤积的溃口宽度, 此时取V为有效库容30万m3, 取H为有效水深5.8 m;b1, b2都由式 (2) 和式 (5) 分别计算对比。Qm1为b1对应的最大溃坝流量, Qm2为b2对应的最大溃坝流量;Qm1和Qm2都由式 (1) 和式 (4) 分别计算对比。计算结果见表1。由表1可知, 淤积对最大流量影响不大, Qm应选择现阶段淤积b2对应的流量Qm2, 而《水文手册》计算结果偏大, 保守起见, Qm取《水文手册》计算结果即861 m3/s, 再加入正常溢洪道泄量42.91 m3/s, 全部下泄洪量为904 m3/s。
4 溃坝洪水演进模拟
4.1 溃坝下游流量计算
溃坝下游流量的计算公式为:
其中, QLM为溃坝最大流量演进至距坝址为L处时, 在该处出现的最大流量;kvv为山区河道, 取7.15。
4.2 洪水演进过程计算
1) 洪水起涨时间计算公式:
其中, L为距坝址的距离;K1为系数, K1=0.7×10-3。
2) 最大流量到达时间计算公式:
其中, K2为系数0.8~1.2, 取K2=1.2;hM为最大流量时的平均水深。
3) 溃坝下游流量过程线:
溃坝洪水向下游演进过程见表2。
5 结论与建议
5.1 结论
本文以孝义市东安生水库作为研究对象, 根据溃坝知识计算溃坝洪水, 对溃坝洪水演进过程进行了分析。希望能借此方法帮助人们了解小概率事件发生后相关地区受灾状况及洪水发展动态趋势, 进而保障人民的生命财产安全。
1) 选取土石坝瞬间全溃的方式, 用两种公式对比分析计算出溃坝决口宽度与坝址最大流量, 使结果更具有可靠性。
2) 根据经验公式结合谷歌地形图对溃坝洪水向下游演进的过程进行了计算, 突出了受保护村庄的地理位置。
5.2 建议
本人在研究溃坝洪水数值计算及洪水演进的过程中, 由于自身能力有限, 所获得的资料也不尽完善, 另外, 所涉猎的理论有限, 本文仍存在值得进一步研究的内容。
1) 对于大坝溃决的研究不足, 由于目前大坝溃决, 尤其是土石坝的溃决机理比较复杂, 仍未有十分完善且具有公信力的理论出现。本文经过比较选取了较为接近实际的公式进行计算, 但与真实情况仍有一定差距。另外, 在确定溃决方式时, 选取了危害性最大的瞬间全溃方式, 也与实际情况不符。对于溃坝机理仍有待进一步的研究。2) 洪水演进计算中仅仅使用公式进行了推导, 没有运用洪水演进模拟软件, 使得结果不具有对比性, 仍需改进。
参考文献
[1]郑守仁.我国水库大坝安全问题探讨[J].人民长江, 2012, 43 (21) :1-5.
[2]田川, 李巍.土石坝溃坝原因分析[J].现代农业科技, 2011 (1) :273-275.
[3]李云, 李君.溃坝模型试验研究综述[J].水科学进展, 2009, 20 (2) :304-310.
[4]史宏达, 刘臻.溃坝水流数值模拟研究进展[J].水科学进展, 2006, 17 (1) :129-135.
洪水过程 第2篇
新疆地处中国西部, 而农九师又位于新疆的最西边, 这里小河流 (支流) 多达20多条, 过去受经济条件的限制, 高达90%的河流没有完整的水文资料, 随着该地区农业的发展, 农业灌水保证率要求的提高, 水利工程急需完善。然而, 在水利工程设计中, 设计水平年建筑物泄洪流量的确定显得较为困难, 原因之一就是设计水平年洪水过程线难以推知;本次以一六五团卡因达河为例, 推求河道30年及300年一遇72小时洪水过程线, 并分析理论值与工程运行后统计数据的差距。
一、设计水平年洪水过程线推求
1. 洪水系列资料
该河道具有37年流量测验资料, 50%年份有相应洪峰资料, 其他洪峰流量缺测年份采用洪峰流量~日均最大流量关系进行补缺。
2. 洪水频率曲线
用矩法估算统计参数, 最小二乘法进行适线, 分析结果见表2。
3. 成果合理性分析
通过多年洪峰流量日均最大流量相关分析, 相关系数0.91, 查补资料可用;系列洪水值同邻近河道相关也较密切;频率分析按照规范进行, 成果合理。
4. 洪水总量
典型洪水过程采用1993年, 该年相应频率为5.25%。典型年、设计、校核水平年的一日和三日洪量见表3。
5.洪水过程线
卡因达河径流形成, 属雨雪混合型, 受降雨、温度升高融雪因素使径流变化。流域径流日变化规律, 北京时间零点达到最大值, 12点达最低值, 过程线呈波浪形。表4列出典型年1993年从5月1日起72小时洪水过程线。
重现期30年 (P=3.33%) 、重现期300年 (P=0.333%) 洪水过程线, 延续3日 (72小时) 过程线详见下图及表5。
二、设计水平年洪峰流量的复核
根据工程建成后7年实测资料 (洪峰流量) , 重新分析设计水平年洪峰流量, 分析结果发现:设计水平年洪峰流量小于项目建成前分析值 (约为项目建成前的0.94倍) , 由此可以断定项目建设前洪水过程线峰值分析偏大 (偏保守, 可做安全储备) ;建议, 随着实测资料的增加, 应不断符合设计重现期洪水流量, 使其接近实际值, 避免工程不必要的浪费或降低工程潜在的危险。
参考文献
[1]水利水电工程设计洪水计算规范SL44-2006
[2]水利水电工程水文计算规范SL278-2002
洪水作文 第3篇
原来,地上有几块别人吃剩的蛋糕,估计贪吃的蚂蚁们闻到了甜香味就一路赶来准备饱餐一顿,我看见蚂蚁们排成一排整齐的队伍,向着蛋糕有序前行,好像一支部队迈着整齐划一的步伐向着阵地进军。不一会儿蚂蚁部队就把蛋糕山包围了,蚂蚁战士们开始狼吞虎咽的啃起蛋糕来,不一会儿有的战士估计已经吃饱了,开始背着战利品往回走,从蚂蚁窝到蛋糕山的一米多长的路上不一会儿出现了两排整齐的队伍,一排从蚂蚁窝向着蛋糕山,一排从蛋糕山返回蚂蚁窝,两条队伍整整齐齐,我和多多不禁感叹:“蚂蚁战士们真是纪律严明啊!”
看着蚂蚁们忙得不亦乐乎,这时多多提议:“我们用饮料来制造一场洪水阻断蚂蚁大军通向蛋糕山的道路吧!”我欣然答应了。说干就干,我拿起可乐就往地上倒。蚂蚁部队被这从天而降的“洪水”一下子被冲的七零八落,但是勇敢的蚂蚁战士们面对这汪洋大海并没有四处逃窜,他们好多紧紧的抱成一团,竟然飘在“洪水”上向着高处的岸边游过去了。原本以为可怜的蚂蚁们就这样被我们淹死了,可是足智多谋的蚂蚁战士凭借着钢铁般坚强的意志战胜了这突如其来的灾难,好多蚂蚁战士胜利的爬上了蛋糕山,好像在一边啃着蛋糕一边微笑着对我们说:“可乐配蛋糕,味道真不错!
洪水过程 第4篇
1 流域概况
邯郸市地处北纬[2]36°04′~37°01′,东经113°28′~115°28′之间,位于河北省最南部。区域东连山东,南接河南,西靠太行山与山西省为邻,北与本省邢台市接壤。市境南北相距102km,东西最长178km,国土面积12047km2。其中,山区面积4460 km2,占总面积的37.0%;平原面积7587km2,占总面积的63.0%。
邯郸市属太行山中南部中低山向河北平原西南部过渡地带,地形地貌复杂多变,形式多样,中低山、丘陵、盆地、平原和洼地均有分布,地势总趋势为西高东低,自南向北倾斜。
以京广铁路西侧100m等高线为界,西部为中低山、丘陵和山间盆地等。包括涉县、武安、峰峰矿区的全部及永年、邯郸县、磁县的部分区域,山地海拔一般在1000m以下,大于1000m的范围主要分布在武安市西北部的列江、马店头和涉县的部分区域,最高峰为武安市与山西省交界的青岩寨,海拔高度为1898.8m。海拔在1000~500m的低山主要分布在涉县、武安和磁县西部一带。海拔在500~100m的丘陵主要分布在太行山东侧和山间盆地周围。山间盆地主要有武安盆地、涉县盆地与和村-彭城盆地。
2 预报方案建立及参数率定
在雨洪资料可靠性和一致性的基础上[3],选取邯郸中小河流域2个主要控制站,通过人机界面,建立基于中国洪水预报系统平台的预报方案。由于河北雨洪模型和河北河道雨洪模型对邯郸地区有针对性的模型,预报断面优先采用的水文数学模型为河北雨洪模型和河北河道雨洪模型。
采用上述方案分别对2个站进行参数率定,根据现有手中资料,选取80年代后汛期的资料进行率定,雨量权重计算采用泰深多变形法。率定方法采用单纯形法和人工指定相结合。
3 洪水预报方案等级评定
根据《水文情报预报规范》[4],在调试参数时,拟合精度以《水文情报规范》GBT22482-2008规定的两种目标函数表达,即确定性系数准则和合格率准则。而该项目受资料条件的限制,系列太短,只能做参数率定,方案的评定暂时以率定结果中的确定性系数作为依据。各断面的预报等级见表1。
4 结论与建议
邯郸市中小河流洪水预报系统借助中国洪水预报系统各项技术,构建了2条河流的2个洪水预报方案,精度大多为乙级,在全面提升邯郸市洪水预报水平的同时,加强了监测站点的分析评价及水文水资源信息服务能力;但由于站点资料条件限制,在编制邯郸市中小河流洪水预报系统方案时,存在以下问题亟待改进:
4.1 雨量站点代表性差。
由于中小河流站点刚刚建设完成,部分中小河流站点尚未正式报汛,缺少雨量资料,致使方案中的雨量站代表性不好,面雨量无法控制。
4.2 雨量摘录资料系列短。
除水文站雨量摘录资料较长外,大部分雨量站雨量摘录资料系列较短或无摘录资料,本次模型率定考虑这些影响因素。
4.3 流量资料洪水代表性不强。
近年来,由于气候变化和人类活动的影响,降雨和水量呈正常偏少的趋势,由表3中可知,在构建方案时,所用资料中最大洪峰流量均偏小,仅为一般洪水,其参数不能完全反应大洪水的特性。
4.4 水利工程影响大。
由于境内河流上兴建水利水电工程,改变了天然河道的水文特性,干扰了水文要素的自然变化规律,对中小洪水影响更显著。
摘要:介绍了中国洪水预报系统的主要功能,建立了基于中国洪水预报系统的预报方案,调试、确定了模型参数值。在方案评定中取得了较好的效果,结果表明该系统可用于邯郸中小河流域实时洪水预报。
关键词:中国洪水预报系统,参数率定,洪水预报
参考文献
[1]章四龙.洪水预报系统关键技术研究与实践[M].北京:中国水利水电出版社,2006.
[2]水利部海河水利委员会.海河流域实用水文预报方案[R].天津:水利部海河水利委员会水文局,1996.
[3]包为民.水文预报[M].北京:中国水利水电出版社,2007.







