浅析水利工程规划设计中的水文问题

崔洪志

摘  要：在水利工程的规划以及设计过程中，为了确定工程规模，需要水文计算提供后工程运行期间径流过程。水利工程使用年限可达几十年，甚至是上百年，根据当前水文预报由成因分析，预报未来长期及径流过程是非常困难的。所以工程规划期间通常会选择一定时期的水文观测资源，以此进行水文分析、计算，估算并且预测工程使用期间可能出现的水文形势。其中，分析工程规划设计中的水文问题十分关键，该文针对水利工程规划设计中若干水文问题给出了详细的分析和探究。

关键词：水利工程;规划设计;水文问题

中图分类号：TV512      文献标志码：A

水利工程的应用年限为几十年甚至可以使用上百年。在规划水利工程的过程中，对于水文资料的应用十分关键， 资料与工程的建设非常紧密，并且在建设的过程中，还需要对水文问题进行分析。水文观测资料可计算以及分析所在区域的水利工程数据，并对之后计算的水文情况有所了解，以便更好地为水利工程建设提供服务。

1 水利工程常见的水文地质条件

1.1 水文条件以及地质参数

通常情况下，地域的水文条件包括地下水的种类，主要有上层滞水、潜水、承压水等。地区岩层的水理特征包括水性、透水性和溶水性等;地下水的形态特征包括水温、水质以及水位的变化规则;地下隔水层以及含水层之间的厚度，深度和彼此的组合关系、空间分布和规律;地下水的运动情况有水的流量、流向、流速以及四周水系的补给;地下水的水质涵盖了地下水的物理性质以及化学性质等;水文条件与水利工程建设的稳定性十分关键，水库是否有漏水问题以及地下水资源是否稳定，都是需要高度關注的重点问题。

1.2 土石的类型和性质

水利工程建设中建筑物、建筑地基和建筑介质等应用的材料，包括土和岩石、土地性质以及岩石的性质，对工程建设起到关键性的作用。其中相应的性质和种类与建筑物的安全稳定性联系非常紧密，还会对建筑的经济性以及技术选择产生相应的影响。

1.3 地质结构情况

水文条件当中的地质结构因素，会在岩体结构以及地质构造两个方面有所体现，岩体结构包括没有形成固结成岩石的第四级土层结构，主要由不同原因产生的土层以及土层的变化、土层空间以及成层空间、分布规律的地质构造。结合构造的形态可以分为倾斜以及褶皱构造、断裂构造等3种不同的类型。在水文条件当中的地质结构对建筑物的施工位置、材料以及施工方法等不同的方面，皆会产生影响。

地形地貌特征，一般为工程区域的地表情况、山脉形势、高地以及山脉中水系、植被分布以及建筑物情况等，为工程地表的重要类型、构成原因以及相应的发育情况。

1.4 天然建筑材料

在建设水利工程之前，还详细并且严谨地勘察水位以及地质，主要的工作就是详细勘察四周的天然建筑材料，天然建筑材料的具体位置、分布情况以及材料质量等，都需要有非常明确的了解，以便为之后的水利工程规划设计奠定坚实的基础。

2 水利工程中的水文问题

2.1 设计洪水

设计洪水包括洪峰流量等，是对大坝工程以及泄洪建筑物尺寸进行确定的重要指标，洪水设计的计算当中，包括的方式有2种。1）数理统计法，具体来说就是把暴雨或者洪水作为随机事件，运行数理统计学的方法以及知识对指定频率的设计洪水进行推算，该方法也被称之为频率的设计洪水。2）水文气象途径，具体来说就是利用水文学的原理和方式，或者气象学的原理和方式，对近似于物理上限的洪水进行推求，也就是说可能产生的最大洪水或者最大暴雨，这一方法就是水文气象法;频率分析法需要结合短期内的灌水资料，借助频率曲线的外延，对不同的设计标准的设计洪水进行推求，该方式取得的设计洪水，有非常精确的频率概念，但物理形成过程还有些不清晰;水文气象法需要结合特大暴雨资料，在此前提下，与流域特征工程进行结合，才可对大降水进行推求，并将其进行转化，使其成为洪水，就可以推断出最大洪水，这样便可获取灌水，在一些主要的步骤上，可从物理成因上获取相应的解释，但不能够明确频率概念。

2.2 水文预报

水文预报属于工程规划设计中非常关键的工作内容，对水利工程的建设会产生非常重要的作用，也对水利安全产生了相应的影响。水文预报的内容包括2种。1）枯季径流。2）洪水预报。在实施枯季径流预报的过程中，需要在很短的时间中实施，并做好长期关注以及长期预报的工作，可为水电站以及水库工作计划提供相应的依据。其中，洪水预报最关键的目标就是提供水利工程的供度汛资料，比较枯季的径流，更加注重短时期的实施预报。

2.3 水库水量之间的平衡

水库水量平衡，在大型水利水电工程中非常关键，起到的作用不容忽视。因此，对于该项工作的完善十分关键。 该项工作的相关计算工作，包括计算水库的入流、出流以及损失。在计算损失的过程中，所涵盖的范围非常广泛，主要包括水库当中本身的渗漏引导的水量增减、蒸发引起的水量增减以及水结冰产生的各项损失。此外，与水库入流和出流进行比较，存在更大的计算难度，并且计算需要的资料也相对少一些，所以一般会借助间接分析的形式进行确定。

2.4 径流设计

在设计水利以及对水利径流进行调节的过程中，最关键的依据是径流设计。其中，还要与水利工程中不同项目的具体情况进行结合。其中，针对径流的设计，需要的深度以及相应的设计内容存在一定的差异。相应的设计工作包括：分析时段径流、分析年径流、分析年内分配。并且，还需要分析常年持续的枯水段。同时，如果是调节库容比较少的径流式应税工程，还需每日针对丰水、枯水、平水年径流、枯水期的径流进行相应的分析。

2.5 计算泥沙

河流的泥沙量会对水利工程的应用寿命产生很大的影响，也会影响其经济效益。所以，在建设的过程中，计算泥沙十分关键。计算泥沙会分析泥沙颗粒以及沙量，泥沙淤积和产生淤泥的速度。实施计算对关键的目标便是向工程的建设提供相应的依据，使其综合效益以及使用寿命得到提升。

3 我国水文问题的研究现状

从20世纪80年代到今天，由于国民经济的全面发展，水利水电工程的建设也得到了迅速发展，尤其是对“水电富矿”方针的提出，构建了一条河流一个河段，连续进行阶梯开发的形式，这便使洪水计算产生了一些全新的问题。例如需要对上游水库调蓄对下游断面的灌水概率分布产生的影响进行详细分析;怎样借助上游水库的蓄水作用将下游工程施工期的洪水进行减少等。所以针对这一系列的研究工作制定了全新的技术，如当前应用的随机模拟技术，在防洪规划设计、洪水计算以及防洪调度、水库设计中有着广泛的应用，不同的单站、多站模型以及随机生成的技术都在逐步发展。在实际工程设计以及规划当中，在得到有效应用的同时，对古洪水的相关研究工作也有了重大突破和进展。很多大规模的工程，都开始对防洪风险分析进行应用，并提出了有效的风险计算方式以及模型。

4 结语

总之，水利事业属于公益性事业，与国民经济发展有着重要的联系，水利工程可对珍贵的水资源进行有效开发，并成为人民生产和生活的支持能源。所以在相关的设计规划中，针对存在的水文问题分析非常关键，与工程的各个方面息息相关，因此要提高认识，严谨研究水文问题，以便提升工程建设的水平。

参考文献

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