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工程安全与洪水设计优化

【摘要】:设计洪水,是指符合设计标准的洪水,是堤防等水工建筑物设计的依据。设计洪峰流量,是指设计洪水的最大流量。设计洪水总量随计算时段的不同而不同。当设计洪水主要由某一历时的洪量决定时,此称为“以量控制”。在水利工程的规划设计时,一般应同时考虑洪峰和洪量的影响,要以峰和量同时控制。设计洪水过程线,包含了设计洪水的所有信息,是水库防洪规划设计计算时的重要入库洪水资料。

水利水电工程在规划设计过程中,涉及到工程建设规模和工程安全两方面的问题,它们实际是一对矛盾。为了追求工程安全,就必须增大工程规模,加大工程投资,这样可以减轻工程运行期间遭遇洪水的风险,从而减轻洪水灾害的损失;另一方面,如果减小工程规模,就会减少工程投资,但是会造成工程运行期间遭受洪水的风险增大,洪水灾害造成的损失也会增大。因此,在工程规划设计时,必须寻找工程规模与运行安全的平衡点,在一定的安全条件下,尽可能节省投资。现行设计是在国家统一制定的设计标准下进行的,这个标准就是《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)和《中华人民共和国防洪标准》(GB50201—94)。

设计洪水,是指符合设计标准的洪水,是堤防等水工建筑物设计的依据。设计洪水特性可以由三个控制性的要素来描述,即设计洪峰流量Qm、设计洪水总量W和设计洪水过程线。

设计洪峰流量,是指设计洪水的最大流量。对于堤防、桥梁、涵洞及调节性能小的水库等,一般可只推求设计洪峰。例如,堤防的设计标准为百年一遇,只要求堤防能防御百年一遇的洪峰流量即可,至于洪水总量多大,洪水过程线形状如何,均不重要,故也称之为“以峰控制”法。

设计洪水总量,是指自洪水起涨至洪水落平时的总径流量,相当于设计洪水过程线与时间坐标轴所包围的面积。设计洪水总量随计算时段的不同而不同。1d、3d、7d等固定时段的连续最大洪量,是指计算时段内水量的最大值,简称最大1d洪量、最大3d洪量、最大7d洪量等。对于大型水库,其调节性能高,洪峰流量的作用就不显著,而洪水总量则起着决定防洪库容大小的重要作用。当设计洪水主要由某一历时的洪量决定时,此称为“以量控制”。在水利工程的规划设计时,一般应同时考虑洪峰和洪量的影响,要以峰和量同时控制。

设计洪水过程线,包含了设计洪水的所有信息,是水库防洪规划设计计算时的重要入库洪水资料。