探讨水利水电工程水文设计评价方法

探讨水利水电工程水文设计评价方法

水利部珠江水利委员会技术咨询中心广东广州510000

摘要:影响工程水文设计成果合理性的因素,主要有基础资料、技术思路、方法技巧等。对同一工程来讲,不同设计者,因对水文资料处理、采用方法不同,最终成果差异很大。

关键词:水利水电工程;水文设计;评价方法

引言:

工程水文设计是水利水电工程设计中的重要内容,其自身会受到环境因素的限制和设计人员主观因素的影响,所以对其进行评价有一定的困难。当前在具象的工程水文设计评价活动中,往往更加重视计算内容,而忽略了对工程水文设计的分析。在这种情况下,研究水利水电工程水文设计评价方法具有鲜明的现实意义。

一、评价的主要对象

1.系列的一致性

系列的一致性是对工程水文设计的一种内在要求,具体表现为工程水文设计的基础资料应该是在同一自然条件下产生且属于同一类型的水文因素。在具体的设计活动中,不能将各种不同性质、不同条件下产生的、不同剂量单位的水文因素混为一谈。

2.资料的可靠性

基础资料的可靠性,是指设计中所引用的基本资料、数据、时期等,都要满足两条要求:一是十分可靠;二是适应研究对象精度要求。基础资料未经过严格复核、审查,就会给工作带来很多麻烦。例如我每年参加分局的资料整编,不管现在是人工做的,还是先进的仪器测的,都会出现错误。如:小榄站2007年7月23日0时的水位数据,数据库中显示其值为19.0m,而原始资料记载该值为1.90m。该错误不仅影响了瞬时水位,而且使日平均水位相差甚大。基础资料必需具有足够的可靠性,才能保证成果的合理性。

具体来说要做到资料的可靠性要求,需要做到以下的两个方面:第一,注意规范。因为在进行水利水电工程规划设计的时候,首要工作是做好对于基本资料的审查与核对,所以要求在做到可靠性的同时需注意规范。在《水利水电工程水文计算规范》SL278-2002中,有多条反复强调了其基础资料的可靠性在整个设计中的重要性,甚至大大的影响到最后设计成果的精度问题,所以必须要有足够的重视度。

3.成果的合理性

成果的合理性,主要是包含两方面:一方面是单项设计计算的平衡;另一方面是上、下、相邻、区域的各项参数的规律性。主要评价内容应从资料、思路、方法、参数、图表、结论等方面进行综合审查。

4.资料的代表性

水文现象的总体是一个无限总体,而目前在水文计算时无论如何延长所具备的资料系列,对总体来说只是一个样本。样本系列与总体的接近程度越高,则系列的代表性就越好。现行水文计算的频率分析法是以样本的统计参数去推断总体的统计参数,从而预估未来的水文情势。在推断时,有必要分析考虑这一抽样误差。通常认为,样本容量越大,其抽样误差越小,对总体的代表性就越好。

二、评价标准

水文设计是存在一些风险的,因为设计过程中存在的不确定因素实在太多,而且在利用资料信息的时候也不可能确保所需要的信息资料足够充分,所以通常在进行成果取值的时候,需要考虑取值的合理性,重点需要关注安全方面的问题。因为要使风险存在于一个合理性的要求内,而安全性也要有科学的保障,所以需要留有余地,使得投入和产出的关系不至于失去平衡。在具体的工程水文设计活动中,基础的判断因素主要有两个:①严格按照技术标准和行业规范进行基础设计;②设计活动应该以保证设计的安全为基础,新技术和新理念的应用应该留有一定余地,确保水利水电工程的整体安全。

三、评价的思路与方法

1.实地情况的检查

为了保障水文要素的合理性问题,需要根据实际地点的具体情况进行具体的分析和真实的应用。在进行设计的时候缺乏实地情况检查的事件层出不穷,在设计过程当中不经过普查也不会具体的分析甚至不会筛选,不作任何成因方面的分析研究就直接进行。比如暴雨洪水的计算问题。完全不会管到底降雨是属于山地局部的还是大面积的,或者降雨主要集中在山麓前还是山麓后,凡雨量站的选择,资料选择等都是丝毫不经过考虑,甚至也有专门喜欢选择雨量量级较大的站。

2.相关性的检查

相关检查分析水文要素的合理性,其前提是相关变量之间应有因果关系,并结合当时当地的真实情况,具体分析、真实应用。近年来,只要是计算暴雨洪水,不论是山地局地暴雨还是大面积降雨,也不论是山前麓还是山后麓,凡雨量站,资料全用,也有专选雨量量级大的站,不普查、不分析、不筛选,这就叫不作成因研究的偶合相关,偶合相关会导致不良结果。国际水文科学协会副主席陈家琦教授认为:用太阳黑子与黄河陕县洪水相关,按此推理,世界上就一个太阳,太阳黑子与地球上所有河流洪水都有关系,这个问题很难解释。笔者的观点:不能用宇宙因子与地方因子简单相关,否则会形成假相关或伪相关。

3.频率曲线检查

在工程水文设计评价活动中,频率曲线检查能够反映出工程水文设计的周期性内容和水文环境的变化趋势。在当前的水利水电工程设计环境下,工程水文设计的频率曲线检查应注意:①评价资料要具有可靠性、一致性和代表性。②严格按照各种曲线的评价要求,同时根据水利水电工程的实际情况选择评价的侧重点。③在工程水文设计的频率曲线中,历史洪水的考证期对参数影响极大,是频率曲线的重要影响因素,应该着重考证。综合频率检查是频率检查活动中的最佳形式。

4.其他方法的检查

(1)差积曲线与滑动平均曲线

差积曲线和滑动平均曲线都是反映水文要素丰、枯变化的分析手段。曲线形状不同,反映出的水文要素周期不同。其目的都是判断系列是否包含丰、平、枯的完整过程,如果计算系列反映出的水文要素过程处于总体的丰水阶段或枯水阶段,则系列的代表性就差,若系列覆盖了丰、平、枯和另一个丰或枯,即使系列增长,其系列均值偏大或偏小,代表性也不好,也要外延,系列才能有好的代表性。

(2)成果合理检查

常用的合理性检查方法有:与不同计算方法的成果进行比较;与流域内站点、已有工程设计成果比较;与邻近流域地区综合分析成果比较等。以某江流域附近的工程项目为例,各设计洪水参数如表1所示,项目参数符合流域上下游变化的一般规律,因此可以认为计算的设计洪水是合理的。

表1某江流域各工程项目设计洪水成果表

结束语:

综上所束,水利水电工程是现代社会经济的公共基础设施,将会对社会经济活动产生基础而深远的影响,而工程水文设计是影响水利水电工程的关键内容,所以对水利水电工程水文设计评价方法的研究具有鲜明的现实意义。为了保障最终成果的质量问题,在进行每一步之时都需要遵守相关的原则和规范问题,后面的评价也要严格进行。

参考文献:

[1]浅析水利水电工程基础处理施工技术[J].谷海荣.农民致富之友.2019(08)

[2]水利水电工程建筑的施工技术及管理研究[J].勾正洪.中小企业管理与科技(中旬刊).2018(12)

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