浅析小型水库除险加固工程设计中水文水利计算内容

1引言

在水资源日益枯竭的背景下，很多地方会通过修建水库的方式来集中管理水体资源。为了延长小型水库的使用寿命，需要在方案设计的过程中做好除险加固内容的设计。在加固方案设计之前，还需要做好水文水利计算工作，根据水文水利计算结果来明确加固方案中需要重点关注的内容，从而提高方案设计的合理性，延长小型水库的除险能力。

2小型水库除险加固工程设计中水文水利计算的主要内容

2.1设计暴雨

在水文水利计算的过程中，设计暴雨属于非常重要的环节之一。为了提高设计内容的适应性，一般做法是根据坝址以上流域中心位置查阅当地编制的《暴雨洪水查算手册》，例如，某地方《暴雨洪水查算手册》中显示出当地暴雨连续时间为24h、6h和1h的最大暴雨均值与变差系数。目前很多地方也会设置雨量站，站内有相应的雨量资料，结合两种途径资料来选择恰当的计算数值，假定所选择的暴雨均值为24h的数据信息，那么该均值可以表示为P24,而模比数值记为Kp，同时还需要确定点面系数a，根据三组数值可以得出地区每个时间段的面雨量H24。根据分布图和具体数值来得出不同频率下的暴雨分配量，从而提升数据信息的可信度。

2.2设计洪水

2.2.1产流设计在水文水利计算过程中，设计洪水也属于重要的应用内容之一。与设计暴雨相类似，在设计洪水的过程中，也需要对当地的《暴雨洪水查算手册》进行查阅，所查阅的内容包括整体区域内的产流分区、产流分区的最大蓄水量、区域内土壤的含水量、暴雨的平均强度等。根据《暴雨洪水查算手册》内容来完成后续数据计算的相关工作。例如，假定产流分区可以组成集合A,A={A1,A2,A3,...,An}，其中n=1,2,3,...,n。不同分区最大蓄水量为Im（m=1,2,3,...,m）,分流区域内土壤的含水量为Pm（m=1,2,3,...,m）。根据已经得到的数据信息展开计算，从而获取到更加准确的数据信息。

2.2.2汇流设计在汇流计算的过程中，需要应用到相应的计算公式，在正式展开计算之前，需要根据《暴雨洪水查算手册》中的相应内容，对具体的应用分区进行展开计算，具体的计算公式如下：公式（1）Qt=kh/t×F；公式（2）T=kL/mJ1/3Qt0.25；在对其进行计算时，可以假定未知数C，C=L/J1/3，从而可以得出公式；（3）Qt=（kC/mT）4，在公式（1）、（2）、（3）当中，h表示在不同的时间段所产生的净雨水量，其计量单位为毫米（mm）；T和t代表不同的时间，计量单位为小时（h）；F表示区域内的流域面积，计量单位为平方公里（km2）；Q表示区域内的流量，计量单位为立方米/秒（m3/s）；k表示计算常数，具体数值需要翻看当地《手册》进行确定；L表示主河道的具体长度，计量单位为千米（km）；J则表示结构的坡降情况（平均值）；m表示单位时间内的汇流参数。将对应数值代入到公式当中，从而得出准确的计算数值。

2.3调洪计算

在水利水文的计算过程中，调洪计算也属于重要的应用内容，在具体实践的过程中，需要注意三个基本要素的应用，即洪水过程曲线、泄流曲线与库容曲线等。洪水过程曲线是在进行洪水设计时得出的数据分析结果，泄流曲线是单位时间内水库水位与流量之间的关系反馈，在具体计算的过程中，可以通过相应的计算公式和采集数据来完成曲线计算，从而提升曲线本身的可操作性。而库容曲线是水库在某一段时间内，其水库内总容量的变化情况。结合三组曲线和对应的数据信息，可以将其代入到水量平衡计算公式当中，结合试算法来完成洪水调节的计算，从而提升设计方案本身的可操作性。

2.4坝顶高程复核

除了上述应用内容以外，坝顶高程复核也属于重要的计算内容之一。在对其展开计算时，会通过洪水调节的方式来计算出同等频率下所形成的最高洪水位，客观判断洪水位与坝顶高程之间的相互关系，以验证坝体修建的合规性。在实际计算的过程中，需要对当地《坝体设计规范要求》进行了解，根据规范中的相关性内容来确定坝顶高程。结合以往的应用经验，坝顶超高=水面上最大波浪能够在坝体上的爬升高度+最大风壅水面高度+最初设计时的安全加高。根据不同的坝体类型，在计算坝顶高程时，其计算结果也存在着较大的差异性。对此，需要客观考虑各项内容之间的关联性，提高计算结果的准确性。

3水文水利计算时的注意事项

3.1做好资料收集工作

通过做好资料收集工作，能够为后续计算过程的顺利推进奠定坚实的基础。在实际应用过程中，需要注意以下几部分内容：（1）水库初步设计资料、水库安全鉴定书、水库登记注册资料及水库历年除险加固等资料。（2）水库万分之一地形图和库区地形图，地勘测量图。通过万分之一地形图确定水库的位置、集雨面积、主河道长、主河道比降，确保高程系统的一致性。（3）原设计的水位～面积～容积关系曲线。由于长期运行中，水库会存在一定程度的淤积，此时的水位～面积关系会发生一定的变化，运用DEM与遥感技术相结合对水库的水位～面积关系进行测定计算，可弥补因水库在丰水期等原因无法对其进行实测的缺陷。

3.2做好现场勘查工作

通过做好现场勘查工作，有利于提升水文水利计算结果的准确性，提高加固设计方案的可操作性。在具体实践操作中，需要注意以下几部分内容：（1）水库在本地区的流域条件、洪水成因情况等。现场检查时详细了解洪水的来水情况，是否存在梯级水库调度问题，是否为库中库，是否存在引水情况等。（2）水库历年运行管理情况及对历史洪水进行调查。如历年险情，大坝是否曾进行加高加固，历年最高水位等。（3）溢洪道历年过水深度，溢洪道控制段高程是否曾提高或降低及其原因、溢洪道类型、溢流净宽、衬砌形式等[1]。

3.3确定洪水标准内容

通过确定洪水标准内容，可以规范整个计算过程，提升计算过程的有序性。在实际应用过程中，需要对当地的规范内容展开研究，结合规范中的相应内容来确定具体的应用标准。例如，某地方标准中指出，洪水设计标准为20年一遇，在校核时洪水标准为200年一遇。这样校核会降低结果的科学性，因此在实际操作中，应客观考虑水库下游交通设施的重要程度、水库库容变化情况等，从而提高标准内容的指导性[2]。

3.4做好合理性分析

通过做好合理性分析，可以提高水文水利计算结果的客观性，为后续加固计划的调整提供参考。结合以往的应用经验，可以利用比较法来展开细致分析，将该水库设计成果和其他水库的设计成果进行对比，若参数差异性较大，需要重新校核数据，反之则表明本次设计结果满足实际的应用要求，可以作为操作方案进行使用[3]。

3.5明确蓄水位与死水位

通过明确蓄水位与死水位的基本情况，对于水库正常水位的确定有着积极的帮助作用。在实际应用中，可以结合蓄水位与死水位的具体情况，与相关人员商讨水库正常水位的准确性。若水库在以往的应用过程中出现过水位降低的情况，那么应该充分考虑水位变化情况的影响性，并与相关部门进行协商，重新确定水库的正常水位。

3.6做好当地部门的协调工作

通过做好当地部门的协调工作，能够提高水文计算工作开展的有序性，提高计算结果的科学性。在具体的操作过程中，需要和当地水利管理部门做好沟通工作，掌握更加详细的数据信息，从而实现工程的最优化设计，提高加固方案的可操作性。

4结束语

综上所述，做好资料收集工作，能够为后续计算过程的顺利推进奠定坚实的基础，做好现场勘查工作，有利于提升水文水利计算结果的准确性，确定洪水标准内容，可以规范整个计算过程，做好合理性分析，可以提高水文水利计算结果的客观性，明确蓄水位与死水位的基本情况，对于水库正常水位的确定有着积极的帮助作用，做好当地部门的协调工作，能够提高水文计算工作开展的有序性。通过做好水文水利计算工作，对于提高除险加固方案设计的科学性，延长水库工程使用寿命有着积极地作用。

相信经过以上的介绍，大家对小型水库除险加固工程设计中水文水利计算内容也是有了一定的认识。欢迎登陆鲁班乐标，查询更多相关信息。