試論水庫設計中洪水技術的處理方法

□（丹東市水利勘測設計研究院）

試論水庫設計中洪水技術的處理方法

□耿 華（丹東市水利勘測設計研究院）

文章首先對洪水技術處理方法的應用意義進行研究，給出洪水地區單庫防洪系統以及梯級水庫防洪系統的數學描述模型，結合某流域某梯級水庫系統實例，對洪水技術的處理方法應用問題進行分析與研究，并結合某流域下游梯級水庫實例，對洪水技術的處理與算法進行研究，希望能夠引起同行的關注與重視。

水庫設計；洪水技術；處理方法

0 引言

隨著社會經濟發展水平的不斷提高，水利基礎設施建設也在不斷完善與進步，大眾對于防洪抗災的意識也有所強化。因此，防洪措施的合理運用以及對水庫設計方案的不斷優化在降低洪水多發區域損害方面具有重要意義。

1 洪水技術處理方法的應用意義

目前水庫設計中針對洪水技術處理方法的應用以風險概念為主，設計洪水技術處理方法時必須充分考慮所處地區在水文特征方面的特點，選擇合理的風險管控手段進行管理。由于洪水災害的發生具有不確定性的特點，因此在風險管理中還必須重視對罕遇洪水事件的處理問題。除此以外，水庫設計人員在對水庫所在流域洪水災害發生問題進行設計預防時一般以現存資料為設計依據，同時考慮相應流域的水文特征以及水庫工程的施工特點，給出具體的安全評估標準，并作為水庫洪水處理方式的選擇依據。水庫工程施工中必須以水庫控制參數為標準框架，以確保水庫洪水處理方法能夠真正反映水庫工程所處流域內防洪抗災的實際需求，實現對洪水處理方法的動態科學管理。

2 洪水地區數學描述

結合流域內水庫分布情況，水庫防洪主要有兩種形式：第一是單庫防洪，第二是梯級水庫防洪。我國目前各大流域應用較為廣泛的是上、下兩個水庫所構成的梯級水庫。圖1、圖2分別為單庫防洪系統及梯級水庫防洪系統的數學結構示意圖。

結合圖2，定義上游水庫為A，天然來水量為X，區間為B，天然來水量為Y，下游斷面為C，天然來水量為Z，則結合二元分布可得下游斷面天然來水量Z的分布函數，如下式：

圖1 單庫防洪系統數學結構示意圖

圖2 梯級水庫防洪系統數學結構示意圖

3 洪水技術處理方法實例

以某流域某梯級水庫為例，在洪水技術處理方法設計中，應綜合對該流域歷史時期上游水庫壩址流量、區間流量等基礎參數的統計分析，應用地區組成法進行計算。

具體操作中，選擇斷面不同頻率下的年最大3 d洪水量設計值進行分析（本案例中在0.10%頻率下最大洪水量設計值為24 300 m3/s；在0.50%頻率下最大洪水量設計值為20 500 m3/s；在1.00%頻率下最大洪水量設計值為18 800 m3/s；在2.00%頻率下最大洪水量設計值為17 100 m3/s；在5.00%頻率下最大洪水量設計值為14 700 m3/s），每種設計值分別對應兩類洪水地區組成條件，按照不同類型的組成方式分配斷面3d洪水量給該流域區間，以洪量為控制并按照典型洪水過程線對各自洪水過程線進行縮放處理，輸入上游水庫調洪進行斷面演算處理，進而得到該流域最大洪峰流量水平。經過上述處理后所得結果與傳統典型年法處理結果對比如表1所示。

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