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1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 网络教育学院专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目： 湖后水库洪水资源利用初探 学习中心： 江苏南通奥鹏 层 次： 高中起点专科 专 业： 水利水电专业 年 级： 10年 秋 季 学 号： 201009790660 学 生： 沈宇宇 指导教师： 赵 蒙 完成日期： 10年 07 月 31 日 II湖后水库洪水资源利用初探内容摘要摘 要：最近一个时期，受06年第号强台风“珍珠”、第号强热带风暴“碧利斯”和第号台风“格美”的影响，福建省先后出现次强降雨过程，闽江、九龙江等河流发生了大洪水；部分中小河流发生超历史记录的特大洪水。湖后水库也不例外，2006
2、年7月16日湖后水库发生了有史记载以来的最大洪水，溢洪水深达1.25米 。本文针对变化条件下的洪水资源特性、水利工程功能和运行特征，通过分析问题，摸清可供利用的洪水资源潜力，提出洪水资源利用模式及合理配置。在此基础上，重点论述了暴雨洪水特征和分期规律以及水库分期汛限水位合理确定和安全运用的分析方法，提出了基于预报调度的实时调度方式，安全利用洪水资源，并对湖后水库运行的蓄水效益和防洪风险的评价提出了建议。关键词：洪水资源化 水库汛限水位 湖后水库 目 录内容摘要I引 言11基本概况22洪水资源利用现状23洪水资源利用发展趋势34洪水资源利用思路和技术途径45洪水资源利用的前提条件和潜力分析55.
3、1洪水资源利用的前提条件55.1.1暴雨洪水季节特征和分期规律55.1.2水库运行的回溯性分析及功能再评估55.2洪水资源利用的潜力分析55.2.1洪水资源化分析理论及计算方法55.2.2洪水资源利用模式及优化配置66利用水库分期汛限水位调控洪水资源66.1水库分期汛限水位的合理确定66.1.1分期设计洪水的确定66.1.2汛限水位合理调整方式66.1.3汛限水位的合理确定76.2面向洪水资源安全利用的实时调度方式76.2.1水库实时预报调度方式76.2.2水库汛末蓄水控制策略的确定76.2.3水库防洪兴利实时调度方案86.3水库防洪兴利调度方案的风险和效益评价86.3.1水库防洪兴利调度方案
4、的风险分析86.3.2水库防洪兴利调度方案的效益分析9参 考 文 献11引 言湖后水库位于龙海市程溪镇粗坑村的九龙江南溪支流上游。该工程1976年2月动工，1978年12月建成，库区淹没土地675亩，迁移人口241人。水库以发电、供水为主，结合防洪，灌溉等综合利用工程。共建有三级电站，总装机容量3350千瓦，水库涉及下游漳浦县2个乡镇和龙海市5个乡镇，计有人口约7万人，土地6万多亩及国道324线等其它设施安全。湖后水库水库总库容1330万立方米。按50年一遇洪水标准设计，设计洪水位356.30米，相应库容1225万立方米。1000年一遇洪水校核，校核洪水位357.12米，相应库容1330万立方
5、米。正常蓄水位356.30米，相应库容1225万立方米。死水位336.00米，死库容25万立方米。集雨面积14.2平方公里，多年平均降雨量1986.5毫米。周围分水岭高程一般在400-900公尺，植被一般。水库上游主河道长7.2公里，平均坡降为千分之二十一。根据实际情况，汇流时间约为1小时。湖后水库地理气候特征，决定了湖后水库的暴雨产汇流特性，形成的由大坝、斜拉闸门、溢洪道及水文自动测报系统等构成的防洪工程体系，不仅对防洪减灾发挥了重要作用，而且也为湖后水库水资源的充分开发利用与合理配置，有控制的适度的洪水资源利用提供了基础。依赖科技进步，充分发挥水利工程体系的作用，通过调整蓄泄关系，进一步开
6、发利用洪水资源，对于缓解湖后水库水资源危机，改善生态环境具有非常重要的意义。湖后水库洪水资源利用初探1基本概况湖后水库位于龙海市程溪镇粗坑村的九龙江南溪支流上游。该工程1976年2月动工，1978年12月建成，库区淹没土地675亩，迁移人口241人。水库以发电、供水为主，结合防洪，灌溉等综合利用工程。共建有三级电站，总装机容量3350千瓦，水库涉及下游漳浦县2个乡镇和龙海市5个乡镇，计有人口约7万人，土地6万多亩及国道324线等其它设施安全。湖后水库水库总库容1330万立方米。按50年一遇洪水标准设计，设计洪水位356.30米，相应库容1225万立方米。1000年一遇洪水校核，校核洪水位357
7、.12米，相应库容1330万立方米。正常蓄水位356.30米，相应库容1225万立方米。死水位336.00米，死库容25万立方米。集雨面积14.2平方公里，多年平均降雨量1986.5毫米。周围分水岭高程一般在400-900公尺，植被一般。水库上游主河道长7.2公里，平均坡降为千分之二十一。根据实际情况，汇流时间约为1小时。湖后水库地理气候特征，决定了湖后水库的暴雨产汇流特性，形成的由大坝、斜拉闸门、溢洪道及水文自动测报系统等构成的防洪工程体系，不仅对防洪减灾发挥了重要作用，而且也为湖后水库水资源的充分开发利用与合理配置，有控制的适度的洪水资源利用提供了基础。依赖科技进步，充分发挥水利工程体系的
8、作用，通过调整蓄泄关系，进一步开发利用洪水资源，对于缓解湖后水库水资源危机，改善生态环境具有非常重要的意义。2洪水资源利用现状由于湖后水库地处南亚热带炎热多雨区，受台风季节和春梅雨季节影响，在年内和年际分配极不均匀，需要经过水库调蓄，才能充分利用。目前湖后水库对入库径流进行多年调节，而且还承担着防洪任务，调节能力有限。汛期需要预留相当的防洪库容，以确保水库下游保护对象的防洪安全。因此，每年汛期，当水库水位超过汛期限制水位时，水库不能蓄水，形成汛期弃水，而汛期过后，因来水少而水库又蓄不上水，导致来年缺水的矛盾。多年实践证明，湖后水库每年汛期的来水虽然是随机的，但经常出现的还是中小洪水。每年汛期一
9、般出现12次中小洪水，每次洪水过程一般不过10天左右，水库往往蓄不上多少水，水库库容闲置着，准备拦蓄稀遇的设计洪水或特大洪水。因此，对于泄洪关系已定的湖后水库，应在总结几十年调度经验的基础上，根据当地中小洪水与设计洪水或特大洪水出现的规律，结合水文气象预报信息，改进水库目前采用的固定时间、固定汛限水位的防洪调度方式，在一般年份可以多拦蓄些洪水，以提高水资源的利用效率。要改变上述这种水库汛期弃水而汛后又缺水的矛盾局面，有两个关键难题需要突破：一是改变现行水库固定时间固定汛限水位的调度方式，实现防洪效益与兴利效益的转换；二是依托天气预报和洪水预报的技术进步，挖掘水库预报调度的潜力，实现水库安全有效
10、的汛期蓄水。目前，湖后水库的防洪调度基本上是以库水位的变化作为依据，根据水库所达到的水位来判断入库洪水大小或量级，进而决定下泄相应的流量，水库汛限水位基本是一个固定值，仅有少数为阶梯状控制。调度方式单一，缺乏灵活性，未能充分发挥水库的调节作用，虽然合法但不尽合理。显然，随着水文自动测报系统的建立，洪水预报的手段和准确度的提高，湖后水库已具备或即将具备实施洪水预报和实时调度的条件，加之气象预报水平的提高，将大大提高湖后水库预报调度的可靠性，水库防洪调度可以改变固定时间固定汛限水位的调度方式。根据洪水预报成果，预先掌握洪水量级和入库时间，可以提前采取泄洪措施（预泄），腾出必要的库容调节洪水，提高水
11、库对洪水的调节能力，或者抬高汛限水位，增加兴利库容，提高水库重复库容设置率。3洪水资源利用发展趋势湖后水库由于具有供水、发电等潜力的需求驱动，近年来曾经调整汛限水位、挖掘洪水预报调度潜力进行了典型分析，并已部分付诸实施，取得了较好的实效。分析结果表明，实施预报调度可产生“三大效益”，即增大可供水量，提高水库的保坝标准，提高水库下游河道的防洪标准。根据初步推算，改变执行多年的固定时间固定汛限水位的调度方式，潜力十分可观。随着水文测报技术的飞跃发展及气象产品的广泛应用，洪水预报水平将会大幅度的提高，洪水预见期还会延长，因此，水库防洪预报调度的潜力还有进一步挖掘的可能。在洪水特性和分期规律方面，过去
12、多是针对大洪水和设计洪水，而从资源利用的角度考虑较少，尤其对中小洪水的预报调度缺乏必要的系统研究；在汛限水位调整方面，过去多侧重于调整方式及其蓄水效益和防洪风险的评价，目前尚未形成高新技术平台上兼顾防洪蓄水效益的预报调度技术体系。具体在确定汛限水位的方法方面，为了克服现行方法的弊病，探索合理确定分期汛限水位，近年来尝试了一些新方法，主要分为模糊数学和随机数学的方法。采用模糊数学的方法来描述汛期的不确定性，在满足设计标准下的防洪库容已知时，只要汛期隶属度函数确定后，就可求得水库动态的防洪限制水位过程线。这一方法虽有一定的优点，但在应用中遇到的主要问题是，合理而可靠地确定汛期隶属度函数是非常困难的
13、，另外满足设计标准的防洪库容如何求得也是一个问题。近年来采用随机水文学的思路和方法确定分期汛限水位也有应用，其关键是建立反映洪水变化特性的随机模型。在这方面的研究早已开展，有多种模型可供利用，但洪水随机模型的模拟方法和实用性尚待进一步完善和提高。水库优化调度是通过建立数学规划模型，得到水库运行的最优用水决策或满意用水决策。目前的发展趋势是在优化调度模型的基础上建立支持实时调度的决策支持系统，实现由非结构化或半结构化问题向结构化问题的转换，实现由水库调度方案向实时运用环境的过渡。因此，通过湖后水库洪水资源化潜力和利用水库分期汛限水位调控洪水资源的实例研究，解决洪水资源安全利用的一系列关键难题，形
14、成集资源评价、合理配置、工程调控以及风险管理于一体的湖后水库洪水资源安全利用的理论框架和技术体系。总体目标是通过对变化条件下的洪水资源特性、水利工程功能和运行特征的分析与再评估研究，摸清湖后水库可供利用的洪水资源潜力，提出湖后水库洪水资源利用模式及合理配置方案；4洪水资源利用思路和技术途径通过利用水库分期汛限水位调控洪水资源的典型实例研究，改进和完善合理调整水库分期汛限水位的分析方法，提出基于预报调度的汛期防洪蓄水实时调度方案，并对水库的蓄水效益和防洪风险进行评价。在系统科学思维和方法论的指导下，综合运用流域水文学、水文气象学、随机水文学、水资源系统分析、洪水风险分析等理论，采用理论分析、普查评价、规律总结、随机模拟、调度仿真相结合的多种手段，对湖后水库洪水资源安全利用进行综合分析研究。研究方式注重点面结合，通过对湖后水库面上暴雨洪水发生的季节特性和分期规律的分析以及对水库功能和运行特性的调查分析，摸清和把握水库防洪蓄水结合的利用潜力、利用条件及其存在问题，提高对洪水资源安全利用的理性认识。并通过借鉴其他水库成功经验，着重对洪水资源安全利用中的若干关键技术问题进行深入研究，突出新思路、新方
