基于层次分析法的坝系工程除险加固防洪标准与洪水组合探讨

淤地坝建设是黄河流域生态保护和高质量发展的一项重要治理工程,病险淤地坝除险加固是保障淤地坝安全运行、推进黄河流域高质量发展的一项主要措施。如何科学合理地确定各坝的防洪标准,做好洪水组合计算,是坝系工程除险加固设计时需要解决的关键技术问题。基于层次分析法相关理论,以山西临县万安沟小流域坝系工程为例,将坝系内大中型淤地坝划分为若干层次,构建层次结构模型,从而直观、快捷地分析流域内各坝的分布特征及上下游坝间的相关性,并在此基础上确定各坝的防洪标准、洪水组合和水文计算方法,为坝系工程除险加固设计提供理论支撑。

基于同频率法的清江上游干流洪水组合分析

清江上游地区干支流水情复杂,且存在已建控制性调蓄工程。为确定清江姚家平水利枢纽防洪库容需求,利用同频率法分析了湖北省恩施市上游清江干流多区间洪水组合。结果表明,清江上游干流共有4种组合洪水工况:①大龙潭坝址与姚家平坝址发生同频率洪水,上区间发生相应洪水;②大龙潭坝址与上区间发生同频率洪水,姚家平坝址发生相应洪水;③大龙潭坝址相应洪水与姚家平坝址发生同频率洪水,上区间发生相应洪水;④大龙潭坝址相应洪水与上区间发生同频率洪水,姚家平坝址发生相应洪水。最后选取了有代表性的1982年7月、1989年7月、1996年7月洪水作为洪水地区组成分析的典型代表,推求了不同情况下姚家平水利枢纽坝址设计洪水。研究成果可为恩施市城区防洪调度提供参考。

条件概率组合法在洪水组合问题中的应用

为研究水库下游存在区间入流的防洪系统在洪水组合后所带来的防洪风险,考虑到出库洪水与区间洪水之间的相关关系,以雅砻江和九龙河流域为例,在分析两流域洪水特性的基础上,采用条件概率组合法计算两流域洪水组合后下游安全区的防洪风险率及洪水分布函数,求得设计防洪标准所对应洪水发生的概率,计算结果更符合实际情况,为锦屏一级水电站水库高效安全运行和水库下游防洪安全措施的制定提供了重要依据。

干、支流洪水作用下洪水组合样本的选择对防洪设计的影响

不同的洪水组合样本反映的干、支流洪水变量相关性是不一样的,对防洪设计存在着一定的影响。以桂平航运枢纽水闸为例,运用Copula函数构建干流浔江年最大洪峰与支流郁江年最大洪峰、浔江年最大洪峰与相应时段郁江流量、郁江年最大洪峰与相应时段浔江流量3种洪水组合样本的联合分布,在此基础上随机模拟洪水组合经调洪计算推求防洪水位,对比这3种洪水组合样本对防洪设计的影响。研究表明:3种洪水组合样本联合分布拟合最佳的Copula函数均为Clayton Copula;浔江年最大洪峰与相应郁江洪峰流量组合样本得到的防洪水位更加合理,既不高估洪水风险也不会低估洪水风险,在经济性与安全性之间取得了较好地平衡,该组合样本推求的100a一遇防洪水位为43.54m,相比采用经验方法确定的原设计洪水位43.48m更安全。Copula-Monte Carlo法考虑了干、支流洪水间相关性以及洪水组合与调洪耦合的关系,设计结果更合理。

干支流洪水组合在航道通航条件影响评价中的应用

受干流回水顶托影响的支流水流条件复杂,干支流洪水组合随机性大。根据干支流河道上水文站历史洪水遭遇情况,分析桥位处可能出现的极端水流条件,研究干支流洪水组合情况,确定与通航净空尺度和通航水流条件有关的控制性工况,并运用二维数学计算模型对各控制工况进行计算。通过对比各工况条件下的通航水位和工程实施前后通航水流条件参数,评价工程实施对航道的影响,研究结果为工程决策提供相关依据,并为类似工程水文分析提供了参考。

呼兰河洪水组合分析

论述了呼兰河洪水的组合，将其划分为三种型式。

大陂海河道整治工程设计洪水组合计算

小流域大多缺乏实测流量资料,设计洪水往往采用暴雨间接推求。在流域上游建有水库时,其下游各设计断面处的设计洪水要考虑水库的调蓄作用,进行设计洪水组合计算。针对小流域暴雨洪水的特点,对大陂海设计洪水进行组合计算。

存在引洪渠的小型水库洪水组合分析

针对目前小型水库洪水计算存在的误区,本文以博罗县泰美镇流田水库为例,在现场探勘和实地洪水调查的基础上,对存在引洪渠的流田水库的洪水计算方法进行了深入探讨,提出了存在引洪渠的小型水库的相对合理的洪水组合方法,可为类似水库的洪水计算提供借鉴。

野马川河下游河道治理工程设计洪水组合分析

以赫章县野马川河河道治理工程为例,考虑上游拟建中型水库野马川水库参与洪水控泄的条件对下游治理河段设计洪水的组合计算进行了分析,结果表明:当上游水库调节性能较好、集水面积占下游控制断面比例较高时,上游水库洪水控泄对下游治理工程洪水的影响较大。采用"区间同频、水库相应"洪水组合分析方法时,能较好地反映野马川水库下游河流水文情势变化,计算成果更加安全、合理。

松花江干流洪水组合与遭遇初步分析

通过对松花江干流历次大洪水组合、遭遇与洪峰衰减系数初步分析后,提出了洪水恶劣组合与遭遇,即超历史最大洪水发生的量级和可能性,以及结论与建议。

野马川河下游河道治理工程设计洪水组合分析

为确保河流治理工程具有合理规模和较高防洪能力,保障河道行洪安全,必须准确掌握河流水文情势。文章以赫章县野马川河河道治理工程为例,在考虑上游拟建中型水库野马川水库参与洪水控泄的条件下,对下游治理河段设计洪水的组合计算进行了论证分析。结果表明:当上游水库调节性能较好、集水面积占下游控制断面比例高时,上游水库洪水控泄对下游治理工程洪水的影响较大。“区间同频、水库相应”的洪水组合分析方法,能较好地反映野马川水库下游河流水文情势变化,计算成果更加安全、合理。

狗河流域断面洪水组合流量推求

根据辽宁省绥中猴山水库工程初步设计报告,狗河通过猴山水库控制运用后,控制断面沈山铁路桥处洪峰流量为1010m 3/s。利用赵家甸水文站插补延长的后的水文资料,利用面积比法和猴山水库控制运用放流之和,求本次治理区间的洪峰流量。小官帽处洪峰流量为951m 3/s。同时对该区域的地层岩性进行了初步分析,供相关部门参考。

多水库条件下中泥河设计洪水组合分析

文章以该工程治理末端断面(1号)为例,对该断面各频率洪水组合进行多方法分析计算,得出1号断面洪水组合成果,并通过历史洪水调查对其进行验证。结果表明:采用“末控与区间同频、水库相应”的组合分析方法,能够较好地反映河段的水文情势变化。

凤凰镇凤凰溪河道整治工程洪水组合计算

论述了河道整治洪水组合的计算过程。

坝系工程除险加固防洪标准与洪水组合探讨——以吉县高楼沟小流域为例

淤地坝是黄土高原地区控制沟道侵蚀的一项重要工程措施,也是小流域水土流失综合治理的最后一道防线,对于保证防洪安全、粮食安全、生态安全以及改善当地交通与农民群众的生产生活条件,具有十分重要的意义。搞好淤地坝坝系工程建设和除险加固,事关淤地坝的安全运用与持续发挥效益。以吉县高楼沟小流域为例,就坝系工程除险加固设计中的防洪标准和洪水组合问题进行了研究探讨,对丰富和完善淤地坝工程设计与建设理论,推动坝系工程建设规范的制定,以便更加科学地指导坝系工程设计,提供了一定技术支持。

尤溪城区洪水组合的分析与探讨

福建省尤溪县城区上游有水东、街面两大水库,对尤溪城区洪水起了削峰作用。本文对城区各频率洪水组合进行多方法分析计算,揭示城区的设计洪水采用成果,并对上游大型水库调洪对尤溪城区的削峰影响进行初步探讨,为防汛指挥调度部门提供依据。

支流洪水组合对干流区域的致灾影响模拟分析

为了探究不同支流洪水组合对干流区域的致灾影响,构建了一二维耦合水动力模型并进行验证.采用耦合模型分别对理想Y型流域和宁波市海曙区三江口区域进行建模,模拟了不同峰现时差的支流洪水过程,选取了干流洪峰流量、积水量、淹没面积、最大淹没水深和最大漫出距离5个指标来反映洪水在干流区域的致灾情况.研究结果表明:(1)所构建的一二维耦合模型可以较好地反映一维河道和二维地表的水量交换过程;(2)在理想算例中,随着支流洪水峰现时差的增加,洪水对干流区域的致灾情况明显减轻,所选取的5个指标分别削减了1.52%~22.34%、5.70%~75.48%、8.49%~97.60%、1.88%~36.45%和2.03%~37.56%;(3)随着余姚江和奉化江洪水峰现时差的增加,甬江区域受洪水的影响明显下降,所选取的5个指标分别削减了10.03%~21.47%、52.28%~94.16%、56.05%~97.55%、11.69%~28.46%和29.21%~76.64%.以期该研究为平原河网区域的防洪工作开展提供参考.

基于Copula函数的赣江中下游洪水遭遇组合分析

洪水遭遇组合对揭示流域洪水规律、防洪调度和洪水管理具有重要意义。以赣江流域为例,采用Copula函数构建下游外洲站和中游峡江站洪水的联合概率分布,进而推求条件概率分布、条件最可能值和置信区间,分析赣江中下游洪水遭遇组合规律。结果表明,赣江下游外洲站与中游峡江站发生同频率洪水的可能性很大,概率为81.57%~83.01%;给定赣江下游外洲站洪峰流量取值时,中游峡江站洪峰流量条件最可能值与实际值拟合效果总体较好,且实际值基本上在90%置信区间内,区间合理可靠;中游峡江站最可能发生的洪水重现期均略小于下游外洲站洪水重现期,偏小4.0%~6.6%;下游外洲站洪水重现期为100 a时,中游峡江站洪水重现期的最可能值为94 a,90%置信区间为[39,184]年。研究成果可以提升对赣江流域洪水规律的认识,为流域防洪减灾提供参考。

滨海平原区可能最大洪水计算研究

平原河网区受城市区域空间交错、河湖蓄滞洪区联通、水利工程密布等因素的影响,瞬时单位线、经验公式等传统方法推及可能最大洪水(PMF)存在很大的局限性。为弥补传统方法在平原河网地区的适用性问题,尝试使用水动力洪水演进模型法,并综合考虑水库溃坝、可能最大降雨(PMP)、海洋风暴潮等不同叠加因素的影响,选取典型区域(江苏省连云港市西陬山地区某厂址附近区域)研究多种组合条件下平原河网区域的洪水演进过程,及在特定区域内产生的可能最大洪水,以期为平原河网地区可能最大洪水位的推求及工程设计提供参考。

梯级水库下游水库设计洪水的组合分析

梯级水库设计洪水计算理论方法众多,在中小型工程设计中常常采用简便方法对梯级水库设计洪水进行计算。以余庆县两岔河水库为例,分析梯级水库情况下下游梯级水库设计洪水的组合计算方法,提出当上游水库调节性能较差、集水面积占下游梯级比例较小时,上游水库对下游梯级水库洪水影响较小;反之,则需分析上游水库对下游梯级设计洪水的影响。分析结果可为梯级水库设计洪水的计算提供参考。