淺析水利工程規劃設計中的水文問題

崔洪志

摘? 要：在水利工程的規劃以及設計過程中，為了確定工程規模，需要水文計算提供后工程運行期間徑流過程。水利工程使用年限可達幾十年，甚至是上百年，根據當前水文預報由成因分析，預報未來長期及徑流過程是非常困難的。所以工程規劃期間通常會選擇一定時期的水文觀測資源，以此進行水文分析、計算，估算并且預測工程使用期間可能出現的水文形勢。其中，分析工程規劃設計中的水文問題十分關鍵，該文針對水利工程規劃設計中若干水文問題給出了詳細的分析和探究。

關鍵詞：水利工程;規劃設計;水文問題

中圖分類號：TV512? ? ? 文獻標志碼：A

水利工程的應用年限為幾十年甚至可以使用上百年。在規劃水利工程的過程中，對于水文資料的應用十分關鍵， 資料與工程的建設非常緊密，并且在建設的過程中，還需要對水文問題進行分析。水文觀測資料可計算以及分析所在區域的水利工程數據，并對之后計算的水文情況有所了解，以便更好地為水利工程建設提供服務。

1 水利工程常見的水文地質條件

1.1 水文條件以及地質參數

通常情況下，地域的水文條件包括地下水的種類，主要有上層滯水、潛水、承壓水等。地區巖層的水理特征包括水性、透水性和溶水性等;地下水的形態特征包括水溫、水質以及水位的變化規則;地下隔水層以及含水層之間的厚度，深度和彼此的組合關系、空間分布和規律;地下水的運動情況有水的流量、流向、流速以及四周水系的補給;地下水的水質涵蓋了地下水的物理性質以及化學性質等;水文條件與水利工程建設的穩定性十分關鍵，水庫是否有漏水問題以及地下水資源是否穩定，都是需要高度關注的重點問題。

1.2 土石的類型和性質

水利工程建設中建筑物、建筑地基和建筑介質等應用的材料，包括土和巖石、土地性質以及巖石的性質，對工程建設起到關鍵性的作用。其中相應的性質和種類與建筑物的安全穩定性聯系非常緊密，還會對建筑的經濟性以及技術選擇產生相應的影響。

1.3 地質結構情況

水文條件當中的地質結構因素，會在巖體結構以及地質構造兩個方面有所體現，巖體結構包括沒有形成固結成巖石的第四級土層結構，主要由不同原因產生的土層以及土層的變化、土層空間以及成層空間、分布規律的地質構造。結合構造的形態可以分為傾斜以及褶皺構造、斷裂構造等3種不同的類型。在水文條件當中的地質結構對建筑物的施工位置、材料以及施工方法等不同的方面，皆會產生影響。

地形地貌特征，一般為工程區域的地表情況、山脈形勢、高地以及山脈中水系、植被分布以及建筑物情況等，為工程地表的重要類型、構成原因以及相應的發育情況。

1.4 天然建筑材料

在建設水利工程之前，還詳細并且嚴謹地勘察水位以及地質，主要的工作就是詳細勘察四周的天然建筑材料，天然建筑材料的具體位置、分布情況以及材料質量等，都需要有非常明確的了解，以便為之后的水利工程規劃設計奠定堅實的基礎。

2 水利工程中的水文問題

2.1 設計洪水

設計洪水包括洪峰流量等，是對大壩工程以及泄洪建筑物尺寸進行確定的重要指標，洪水設計的計算當中，包括的方式有2種。1）數理統計法，具體來說就是把暴雨或者洪水作為隨機事件，運行數理統計學的方法以及知識對指定頻率的設計洪水進行推算，該方法也被稱之為頻率的設計洪水。2）水文氣象途徑，具體來說就是利用水文學的原理和方式，或者氣象學的原理和方式，對近似于物理上限的洪水進行推求，也就是說可能產生的最大洪水或者最大暴雨，這一方法就是水文氣象法;頻率分析法需要結合短期內的灌水資料，借助頻率曲線的外延，對不同的設計標準的設計洪水進行推求，該方式取得的設計洪水，有非常精確的頻率概念，但物理形成過程還有些不清晰;水文氣象法需要結合特大暴雨資料，在此前提下，與流域特征工程進行結合，才可對大降水進行推求，并將其進行轉化，使其成為洪水，就可以推斷出最大洪水，這樣便可獲取灌水，在一些主要的步驟上，可從物理成因上獲取相應的解釋，但不能夠明確頻率概念。

2.2 水文預報

水文預報屬于工程規劃設計中非常關鍵的工作內容，對水利工程的建設會產生非常重要的作用，也對水利安全產生了相應的影響。水文預報的內容包括2種。1）枯季徑流。2）洪水預報。在實施枯季徑流預報的過程中，需要在很短的時間中實施，并做好長期關注以及長期預報的工作，可為水電站以及水庫工作計劃提供相應的依據。其中，洪水預報最關鍵的目標就是提供水利工程的供度汛資料，比較枯季的徑流，更加注重短時期的實施預報。

2.3 水庫水量之間的平衡

水庫水量平衡，在大型水利水電工程中非常關鍵，起到的作用不容忽視。因此，對于該項工作的完善十分關鍵。 該項工作的相關計算工作，包括計算水庫的入流、出流以及損失。在計算損失的過程中，所涵蓋的范圍非常廣泛，主要包括水庫當中本身的滲漏引導的水量增減、蒸發引起的水量增減以及水結冰產生的各項損失。此外，與水庫入流和出流進行比較，存在更大的計算難度，并且計算需要的資料也相對少一些，所以一般會借助間接分析的形式進行確定。

2.4 徑流設計

在設計水利以及對水利徑流進行調節的過程中，最關鍵的依據是徑流設計。其中，還要與水利工程中不同項目的具體情況進行結合。其中，針對徑流的設計，需要的深度以及相應的設計內容存在一定的差異。相應的設計工作包括：分析時段徑流、分析年徑流、分析年內分配。并且，還需要分析常年持續的枯水段。同時，如果是調節庫容比較少的徑流式應稅工程，還需每日針對豐水、枯水、平水年徑流、枯水期的徑流進行相應的分析。

2.5 計算泥沙

河流的泥沙量會對水利工程的應用壽命產生很大的影響，也會影響其經濟效益。所以，在建設的過程中，計算泥沙十分關鍵。計算泥沙會分析泥沙顆粒以及沙量，泥沙淤積和產生淤泥的速度。實施計算對關鍵的目標便是向工程的建設提供相應的依據，使其綜合效益以及使用壽命得到提升。

3 我國水文問題的研究現狀

從20世紀80年代到今天，由于國民經濟的全面發展，水利水電工程的建設也得到了迅速發展，尤其是對“水電富礦”方針的提出，構建了一條河流一個河段，連續進行階梯開發的形式，這便使洪水計算產生了一些全新的問題。例如需要對上游水庫調蓄對下游斷面的灌水概率分布產生的影響進行詳細分析;怎樣借助上游水庫的蓄水作用將下游工程施工期的洪水進行減少等。所以針對這一系列的研究工作制定了全新的技術，如當前應用的隨機模擬技術，在防洪規劃設計、洪水計算以及防洪調度、水庫設計中有著廣泛的應用，不同的單站、多站模型以及隨機生成的技術都在逐步發展。在實際工程設計以及規劃當中，在得到有效應用的同時，對古洪水的相關研究工作也有了重大突破和進展。很多大規模的工程，都開始對防洪風險分析進行應用，并提出了有效的風險計算方式以及模型。

4 結語

總之，水利事業屬于公益性事業，與國民經濟發展有著重要的聯系，水利工程可對珍貴的水資源進行有效開發，并成為人民生產和生活的支持能源。所以在相關的設計規劃中，針對存在的水文問題分析非常關鍵，與工程的各個方面息息相關，因此要提高認識，嚴謹研究水文問題，以便提升工程建設的水平。

參考文獻

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