5-水资源规划与利用-第五章（防洪减灾）

null 第五章 防洪减灾(洪水调节) 第五章 防洪减灾(洪水调节) §5.1 洪涝灾害和防洪减灾 §5.2 防洪 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 §5.3 河道整治规划 §5.4 堤防规划 §5.5 水库调洪计算 §5.6 分洪、滞洪及蓄洪垦殖 §5.7 防洪减灾非工程措施 本章思考题及课外延伸 null§5.1 洪涝灾害和防洪减灾 一。洪涝灾害 洪水：是暴雨、急骤冰雪溶化、风暴潮和水库溃坝等自然或自然-人为因素引起的江河湖泊水量增加、水位上涨或海水侵袭淹没部分陆地的现象。 洪水分为： 暴雨洪水、风暴潮、融冰融雪型洪水、冰凌型洪水 洪涝灾害：是洪灾和涝灾的总称。 洪灾：一般是指因河水或湖水泛滥淹没城市和农村所引起的灾害。 涝灾：是因降雨使土地过湿造成农作物生长不良而减产的现象，或因雨后地面排泄不畅而产生大面积积水使社会财产受损。 洪水问题洪水问题 水多了：严重的洪涝灾害问题！ 洪涝灾害洪涝灾害null 1998年长江大洪水 null巨大的经济损失和灾难！98洪水 直接经济损失达1400多亿元null2003年9月19日，宜昌国际会议期间城市洪水问题日趋严重! null 城市化对河道进行改造和治理，增加了城市汇流能力。汇流速度增大、时间缩短，使得城市区内产汇流过程发生变化，导致雨洪径流增加，洪峰流量增大，形成洪峰时间减短，洪水总量增加，洪水过程线呈现峰高坡陡特征。null北京：2004年7月10日下午4时许 null上海：2004年7月8日下午 2004年7月12日傍晚6点20分 null西安：2004年7月15日清晨 null济南：2004年7月17日凌晨 null 洪涝灾害产生的不利影响： （1）对经济发展的影响； （2）对自然生态环境造成的影响； （3）对社会生活产生多方面的影响； （4）对国家事务产生的影响。 null 二。防洪减灾 洪灾原因： Qm > q安 防洪措施：（1）水土保持，减少水沙 （2）修建水库枢纽：滞洪、蓄洪（作用） （3）修造堤坝，疏浚与整治河道 （4）分洪、滞洪、蓄洪 null（1）水土保持 nullnull（2）修建水库枢纽 2008年4月25日，小浪底 null2008年4月25日，小浪底 null2003年9月19日，长江三峡 null2003年9月19日，长江三峡 null2009年9月17日，淮河流域佛子岭水库 null2005年4月7日，巴西 -ITAIPU电站(巴西-巴拉圭) 第七届国际水文科学大会期间null2005年4月7日，巴西 -ITAIPU电站(巴西-巴拉圭) null2005年4月7日，巴西 -ITAIPU电站(巴西-巴拉圭) null（3）修造堤坝 2003年9月19日，长江三峡 null2006年8月1日，黄河沙坡头(宁夏) null2009年5月18日，淮河城西湖(分洪区) （4）分蓄洪工程 null2009年5月18日，淮河临淮岗(分洪区) null §5.2 防洪标准 1. 水工建筑物的防洪 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 标准 枢纽安全渡汛，按枢纽规模、重要性查《 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》 （1）设计标准（正常运用） （2）校核标准（非正常运用） 2. 下游防护对象的防洪标准 （如果水库承担下游防洪任务） 据防护对象的重要性，查《标准》 null防洪标准（GB50201－94） ——一九九五年一月一日起施行nullnullnull另外，其他水利工程、动力设施、通信设施、文物古迹和旅游设施null§5.3 河道整治规划 河道整治规划： 是根据河道演变规律和兴利除害要求，为治理、改造河道所进行的水利工程规划。 包括洪水、中水、枯水三种不同的整治 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 洪水整治的目的是为了防御洪水泛滥，确保沿河人民生命财产安全 枯水整治主要是保障通航和引水 中水整治对稳定河床，控制河势具有决定性意义 null 河道整治规划的分类： （1）按河道自然条件，分为山区、平原、河口整治规划 （2）按水利枢纽对河道的影响，分为库区、坝区、坝下游河段整治规划 （3）按整治程序，分为河势控制规划和局部河段整治规划 （4）按各部门的要求，分为航道、桥渡河段、取水口河段、堤防护岸工程规划 null 河道整治规划的主要内容： （1）河道基本特性及演变趋势分析 （2）河道两岸社会经济、生态环境情况调查分析 （3）河道整治现状调查及问题分析 （4）河道整治任务与整理措施的确定 （5）整治工程的经济效益、社会效益、环境效益分析 （6）规划实施程序的安排 null§5.4 堤防规划 堤防是沿河流、湖泊、海洋或行洪区、分洪区、水库库区的周边修筑的挡水建筑物，是世界上最早广泛采用的防洪工程。 筑堤的目的是： 防御洪水泛滥，保护居民和国民经济建设； 使同等流量的水深加大，流速增大，有利于输水输沙； 修堤围垦或造陆，可扩大人类生产、生活空间； 抵御风浪及抗御海潮。 null 堤防按其所在位置不同，可以分为干堤、支堤、民堤 干堤----修建在大江、大河的两岸，保护重要城镇、大型企业和大片农田，故设计标准较高，由国家或地方专设机构管理。 支堤---沿支流两岸修建，防洪标准一般低于同流域的干流，根据重要程度而定。 民堤---在河道内行洪区、湖区修建的土堤，一般保护范围小，民修民防，防洪能力低。 堤防工程防洪标准----执行《防洪标准》（GB50201-94）null 在进行新建或改建堤防规划时，须遵守如下原则： （1）结合水库、分蓄洪工程等其他防洪工程措施，进行堤防规划，以形成合理的防洪工程体系。 （2）妥善处理上下游、左右岸、各地区、各部门之间的关系。 （3）当堤防遭遇超标准特大洪水时应有对策措施，以保证主要堤防重要堤段不发生改道性决口。 （4）就地取材，便于施工，节省投资。 根据选定的堤防保护区的防洪标准及其相应的设计洪水流量，可以进行堤防间距和堤顶高程的设计。null §5.5 水库调洪计算 一、水库的调洪作用 （1）滞洪。在一次洪峰到来时，将超过下游安全泄量的那部分洪水暂时拦蓄在水库中，待洪峰过去后，再将拦蓄的洪水下泄掉，腾出库容以迎接下一次洪水。 （2）错洪。当水库下泄的洪水与下游区间洪水或支流洪水相遇、叠加后，其总量超过下游的安全泄量时，要求水库起“错峰”的作用，使下泄洪水不予下游洪水同步到达防护地区。 （3）蓄洪。将一部分或全部洪水拦蓄起来，供兴利用。null 二、基本原理 瞬态法： 水量平衡方程： ——（1） 蓄泄量方程： ——（2） 其中， 是未知 两个方程——》求两个未知数！ null 蓄泄量方程举例： 堰流 系数 宽度 水头差null 调洪计算方法： —— 列表试算法 —— 图（半图）解法 —— 简化法 null三、水库调洪计算的列表试算法 步骤 （1）由已知的水库水位容积关系曲线 V=f(Z)和泄流计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ，求出q=f(V)曲线； （2）选取合适的计算时段 t， 以秒为计算单位； （3）对任意一t，假设 q2 代入（1） V2 查q-V曲线 q2’ 若q2  q2’，重新假设 q2 ，并试算。 直至本时段 q2  q2’ 时为止，再转向下一时段计算。 （4）将各时段计算结果绘制成曲线，供查阅。 null null举例1： 某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸门。水库的运行方式是：在洪水来临时，先用闸门控制q使等于Q，水库保持防洪限制水位（38.0m）不变；当Q继续加大，使闸门达到全开，以后就不用闸门控制，q随着Z的升高而加大，流态为自由泄流，qmax也不限制，情况与无闸门控制一样。 已知水库容积特性V=f(Z)，并根据泄洪建筑物型式和尺寸，算出水位和下泄流量关系曲线q=f(Z)。堰顶高程为36.0m。在t=18小时，水库达到防洪限制水位。用列表试算法计算在t=21小时的水库水位、下泄流量。 表1 某水库V=f(Z)、q=f(Z)曲线（闸门全开） 表2 入库洪水流量过程 null（1） 将已知入库洪水流量过程线列入表中，选取计算时段△t=3h=10800S 起始库水位为Z限=38.0m，查表对应的q=173.9m3/s。 在t=18小时以前，q=Q，且均小于173.9m3/s，水库不蓄水，无需进行调洪计算。从第18小时开始蓄水。因此， t=18小时为开始调洪计算的时刻，此时q1=173.9m3/s，V1=6450万m3。null（2） 然后，按照第（1）方程（水量平衡方程）进行计算，并列入表中。 第一个时段为第18～21小时，q1=173.9m3/s，V1=6450万m3，Q1=174m3/s（接近于q1）， Q2=340m3/s。 ——据此计算q2V2 —— 采用试算法试算得到的结果！null（3）采用试算法, 计算q2,V2 试算过程： 1）先假定Z2=38.4m，计算得到的V2’、q2’、Z2’与假定的相差较大，说明假定的不合适。 2）Z2假定得偏高，重新假定Z2=38.2m，重复以上计算 3）再次假定Z2=38.1m，满足要求。至此，从t=18到21小时阶段试算结束 最后的结果是：q2=187m3/s、V2=6533万m3、Z2=38.1m已知值试算过程中的中间值null（4）依此计算下去，并把计算的各个时段末的q2、V2、Z2分别填入结果表中，绘制洪水调节计算结果图。 近似认为：t=39, Z=40.51是最高洪水位。 实际上， t=38小时16分, Z=40.52是最高洪水位null 入库洪水过程线（Q）下泄洪水过程线（q）水库水位过程线（V）null举例2： 已知某水库 p=1% 的设计洪水过程线如下表1。溢洪道建筑物采用河岸 溢洪道，不设闸门，其堰顶高程为31.63m，溢洪宽度为65m，泄流公式 。水库水位与库容关系如表2。试用试算法进行调洪演 算（起调水位31.63m）。求拦洪库容和设计洪水位。 表1 设计洪水过程 表2 水库水位容积关系曲线 null解： （1）由 得到V=f(z)、q=f(z)关系 H = Z - 31.63 null（2）选取计算时段t=1小时 由上表，V拦=（17.39-10） 106m3 = 7.39  106m3 Z设=34.51m 需要试算p75null 四、水库调洪计算的半图解法 （自学内容） 因为试算法十分麻烦，工作量也比较大 可以采用半图解法 半图解法有许多种，这里只介绍比较常用的 null （一）双辅助线法 水量平衡方程： ——（1） 蓄泄量方程： ——（2） 将方程（1）转化为： ——（3） 将方程（2）转化为： ——（4） 式中， ， ， 和 与水库水位 Z 函数关系null事先，计算并绘制曲线： 辅助线A 辅助线B 水位 ZZ1bCABdZ2fnull(1)确定计算起始时段，划分计算时段，算出各时段平均入库流量 ，确定第一时段初始的z1，q1，V1 (2)取z1 ，得a点，作 水平线交A线于b点， ab就等于 , 令bc等于 则ac就是 (3)从c点作垂线交B线于d， 过d作水平线，d的纵坐标 就是 Z2 (4)ef就是 (5)根据Z2 ，可以得到V2 (6)以此下去，得到各时段水位 ZZ1abcCABdZ2fenull （二）单辅助线法 将（3）式改为： （5） （已知）----》 ---》代入方程（5）---》 q查曲线查曲线null五、有闸门控制的水库调洪问题 简单介绍：有闸门、下游有防洪要求，最大下泄流量qmax不能超过安全泄量q安 下泄流量过程线 q  t 闸门启闭情况： t1t2 闸门渐开 使q=Q, z=z限 t2t3 闸门全开 自由泄流，Q>q, z  t3t4 闸门渐关小，使q=q安 Q>q, z  t4 z=zm=z防洪 qtQ-tq-tabcdet1t2t3t4水库水位过程线 z防洪z限null§5.6 分洪、滞洪及蓄洪垦殖 对于可能出现的超标准洪水，除可以利用上游水库拦蓄一部分外，还可以依赖平原地区的蓄滞洪区就地蓄存一部分水。 蓄滞洪区——是指河道周边辟为临时蓄存洪水的湖泊、洼地或扩大行洪、泄洪的区域，其作用是调蓄洪量，消减河道洪峰流量，降低河道洪水位，确保重点防护区安全。 蓄滞洪区又可分为——分洪区、蓄洪区、行洪区、滞洪区 null分洪区----利用河道两侧的低洼圩垸（wei yuan)，或利用附近的湖泊、洼地加修围堤而形成的用来分蓄洪水的区域。 蓄洪区----分泄的洪水直接或经分洪道进入湖泊或洼地围成的区域蓄存起来，起蓄洪或滞洪的作用。 行洪区----河道两侧或河岸之间用以宣泄洪水的区域。 滞洪区----为短期阻滞或延缓洪水行进速度而采取的措施，其目的是与主河道洪峰错开。 null蓄洪垦殖——是一种防洪措施，既利于防洪又兼顾耕作与养殖，但与围湖造田不同。 围湖造田的目的是，增加耕地，有利于生产，有损于防洪 蓄洪垦殖的目的是，滞蓄洪水，在保证按计划滞洪的条件下，充分利用滩地发展生产。 null§5.7 防洪减灾非工程措施 （1）搞好防洪法制建设。 （2）建立洪水预报、洪水调度和警报系统。 （3）洪水监测系统技术。 （4）加强对洪泛区管理。 （5）清除河道中影响行洪的障碍物。 （6）实行洪水保险。 （7）对洪水风险进行分析与管理。 （8）提出超标准洪水防御措施。 （9）做好洪灾接济工作。 null 本章思考题及课外延伸 1.思考题: (1)主要学习水库调洪计算的列表试算法，至少把教材中的习题做一下。要求熟练掌握水库调洪计算的列表试算法的原理、方法及计算过程。 (2)掌握水库调洪作用与任务、防洪标准选择。 (3)掌握水库调洪计算的原理。 (4)掌握分洪、滞洪及蓄洪垦殖 、防洪减灾非工程措施。 null2 课外延伸： (1) 详细阅读课本内容，学会调洪计算原理和列表试算方法。可以找一个具体的水库，根据已知资料，训练进行调洪计算的方法，讨论遇到的问题。 (2) 编制一个计算机软件,完成水库调洪列表试算法的计算。null举例: 新疆博斯腾湖 null博斯腾湖塔里木河干流孔雀河罗布泊博斯腾湖东西长达55km，南北平均宽20km。我国最大内陆淡水湖null同样存在洪水问题！ 2001年 null特征水位与特征库容的确定 null洪水调节计算 1 水库的调洪作用与防洪标准 利用水库蓄洪或滞洪是防洪工程措施之一。当水库有下游防洪任务时，它的作用主要是消减下泄洪水流量，使其不超过下游河床的安全泄量。水库的作用有滞洪、蓄洪。 在确定防洪高水位（Z防）和防洪库容（V防）时，暂按20年一遇 （P=5%）来计算 在确定Z非常和V调洪时，暂按100年一遇（P=1%）来计算。 （非常洪水位，相当于校核洪水位，使用习惯）null 2 博斯腾湖调洪计算结果 （1）防洪高水位的确定 如图，是博斯腾湖在洪水期对应的设计入湖洪水量、下泄水量以及对应的洪水位变化曲线图。 从图中可以看出，湖泊水位最大达到1048.0m。这是该湖泊设计频率下的最高水位，其对应的库容为84.1240亿方。 选择频率P=0.1(即10年一遇)时，计算最高洪水位为1047.8m，对应的库容为81.8068亿方 按照频率P=0.05(即20年一遇)，计算防洪高水位Z防=1048.0m，防洪库容V防=5.6983亿方 null （2）非常(校核)洪水位的确定 设计入湖洪水（频率P=0.01，即100年一遇）、下泄水量以及对应的洪水位变化曲线图。 从图中可以看出，湖泊水位最大达到1048.3m，对应确定的非常洪水位。其对应的库容为87.6924亿方。 选择频率P=0.02(即50年一遇)时，计算最高洪水位1048.2m，对应的库容为86.4917亿方 按照频率P=0.01(即100年一遇)，确定非常洪水位Z非常=1048.3m，调洪库容V调洪=9.2667亿方 nullnull 欢迎界面 null 主界面 null 洪水调节计算