水利工程論文-電站蓄水后的水位庫容關(guān)系曲線的測量及精度驗證.doc

水利工程論文-電站蓄水后的水位庫容關(guān)系曲線的測量及精度驗證【摘要】孟洲壩電站建成后，對韶關(guān)市區(qū)的防洪起著舉足輕重的作用，特別是在洪水期間對市區(qū)水位的影響更為敏感。文章對電站蓄水后如何測定一條比較準確的水位庫容曲線，測定后如何驗證其精度作了探討?！娟P(guān)鍵詞】蓄水后的電站；庫容關(guān)系曲線；測量及精度驗證一、驗證的目的孟洲壩電站距市區(qū)僅12.6km，因此孟洲壩電站的蓄放直接影響市區(qū)水位的變化，特別是在洪水期間對市區(qū)的影響更為敏感。因此，在防洪調(diào)度上需要掌握洪水來水量及泄水量的變化之外，還要掌握蓄水變量，才能滿足市區(qū)防洪決策及提高發(fā)電量的要求。為此，測定一條準確的水位庫容曲線作為分析研究蓄水量的變化對市區(qū)防洪的影響是十分必要的。但是，孟洲壩的庫區(qū)地形復雜，回水范圍也較難確定，在測量上做到準確是十分困難的，所以測定之后，通過其他途徑進行驗證其精度顯得更為必要。二、基本情況孟洲壩水電站于1996年12月建成，電站位于韶關(guān)市下游12.63km，壩址以上集水面積14720km2，占北江流域面積的31.5%。孟洲壩電站屬徑流式電站。大壩兩邊為土壩、中部為混凝土重力壩。壩體、泄洪閘、廠房、擋水壩及通航建筑物擋水部分屬3級永久性建筑物。上述建筑物除大壩以外采用50年一遇洪水設(shè)計、500年一遇洪水校核。大壩則采用50年一遇洪水設(shè)計，1000年一遇洪水校核。電站正常蓄水位為52.50m。裝有4臺發(fā)電機，其中有兩臺1.3萬kw，有兩臺為1.1萬kw，總裝機容量為4.8萬kw，單機放水流量為240m3/s。設(shè)計水頭5.3m，最大水頭8m，最小水頭3m，平均加權(quán)水頭6.3m。泄洪閘共12個，總寬230m，每孔凈寬14m。三、測量及計算（一）測量范圍河段全長26.2公里。測量范圍下至壩址，上至湞江及武江的回水末端上游200300米處?；厮┒说娜Χ藴适且哉Ｐ钏?2.50米為準，回水末端的確定方法是在水位接近正常蓄水位時，派人乘機動船沿河勘察，確定武江的回水末端在轉(zhuǎn)水壩村處，湞江的回水末端在臘石壩附近。（二）水位庫容關(guān)系曲線水位變化幅度的確定水位幅度的確定以建庫前河道的正常水位為死水位，即49米起計，最高點以孟洲壩壩面高度61米為止計，變幅共12米。（三）水庫容積的測量計算方法根據(jù)庫區(qū)內(nèi)橫跨三江、地形變化復雜的實際情況，對不同的地形采用不同的方法：將庫區(qū)分為湞、武、北江三個大范圍進行測量及計算，在這個基礎(chǔ)上分別建立湞、武、北三江的水位庫容關(guān)系曲線及孟洲壩庫區(qū)內(nèi)的水位庫容關(guān)系曲線，以利于將來水情分析時使用。1.公式采用。水位在56米以下的河槽部份，體積形狀比較規(guī)整，采用縱向切割法進行斷面測量，斷面與斷面之間的間距視地形的變化情況而布設(shè)，其距離一般為200米左右。北江干流共布設(shè)斷面60個，武江31個，湞江28個，各江斷面由下而上順序編號。斷面與斷面間的容積采用棱柱體公式即：V1-2=A1+(A1A2)1/2+A2L/3各江容積的計算，采用下式計算：V1-n=V1-2+V1-3+Vn-1n孟洲壩電站的總庫容則為各江之綜合，即：V孟=V1湞+V武+V北2.地圖的使用。黃海標高在56米以上的漫灘部份，采用橫向切割法，用等高線法進行計算。測量時，以國家測繪局在1969年航攝，1972年制圖的萬分之一地形圖作為底圖，在此基礎(chǔ)上補充散點其容積的計算也采用棱柱體公式：V1-2=A1+(A1A2)1/2+A2h/33.一些局部特殊地形的處理。在壩址上游右岸1.5m白芒處，地形比較低洼，占地面積1692000m2，均為耕地，沿河有高為56米左右的石砌河堤保護耕地少受洪水的淹浸，并設(shè)有排灌站，當水位為56米以下有倒灌水時，即進行抽水排放入庫，所以只有庫水位超過56米堤頂時，洼地才進行蓄水。因此，這一部份的容積單獨測量計算，并作為加入56米以上水位級的庫容處理。在1997年4月對孟洲壩電站庫容區(qū)線進行測量后，直到2001年電站騰空庫容下建河堤后，才有機會利用電站重新開始蓄水的機會進行驗證。四、驗證的方法和步驟驗證的方法是按水量平衡原理采用水箱法進行，具體做法是把庫區(qū)當作一個有進出口的水箱。這樣，只要根據(jù)2001年1月18日8：00至2001年1月24日14：00各個時刻的來水量Q入及電站的泄水量Q出t就可計算出庫容量。具體的計算步驟如下：（一）Q入t=1.064（Q長t+Q犁t）式中Q入t為t時刻的入庫流量，1.064為長壩與犁市至韶關(guān)之間的區(qū)間面積比系數(shù)，Q長t為t時刻減去長壩至韶關(guān)的傳播時間（2.5小時）時的長壩流量，Q犁t為t時刻減去犁市至韶關(guān)的傳播時間（2.5小時）時的犁市流量：（二）Q出t為t時刻的出庫流量，由孟洲壩電站提供（三）T時刻截留于庫區(qū)的流量（Q截t）用下式計得Q截t=Q入t-Q出t（四）庫容增量用下式計算W增=Q截t+Q截t下/2（t下t）3600式中:Q截t為t時刻的截留流量，Q截t下為t時刻下一個時段的截留流量；3600為1小時的總秒數(shù)。（五）對應于t時刻水位的庫容量Wt用下式計算：Wt下=Wt+W增式中：Wt為t時刻時的庫容量，Wt下為下一個時段的庫容量，W增庫容增量五、驗證的結(jié)果按上述的方法和步驟進行計算得出結(jié)果：（見附表）注:韶關(guān)（二）站水位為實測值，代表庫區(qū)水位，48.99米處的計算庫容為原測定曲線，48.99以下庫容以2220減去相應的庫容增量而得。從附表可以看出用水箱法算出的各級庫容與1997年實測的庫容在各級水位之間的比較相差不大，最小為-0.8%，最大為5.3%，而且誤差有正有負不具有系統(tǒng)性，因此說明原有曲線還是比較準確的。當然水位在52.63米以上暫時無法驗證，但起碼在一定程度上說明了原來采用的斷面法測量庫容還是可靠的，原曲線可供孟洲壩電站防洪調(diào)度使用。六、結(jié)語用簡單可行的方法去驗證水庫的水位庫容曲線作為分析研究蓄水量的變化對市區(qū)防洪的影響是很有意義的，特別是近十年攔河建壩建電站的情況十分普遍，測定和驗證一條準確的水位庫容曲線配合遙測系統(tǒng)來應用，無論是對防洪、科學調(diào)度和提高發(fā)電效益均有十分積極的意義。【參考文獻】1長江流域規(guī)劃辦公室水文處水利工程實用水文水利計算M北京：水利出版社，1991.2許蔭椿，胡德保，薛朝陽水力學M北京：科學出版社，1990.附表：2001年韶關(guān)（二）站水位（m）庫容（萬m3）入庫流量（m3/s）出庫流量（m3/s）截留流量（m3/s）計算庫容增量（萬m3）計算庫容（萬m