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文檔簡介
1、SL中華人民共和國水利行業(yè)標準SLxxxxxx洪水調(diào)度方案編制導則Compilation guide of flood controloperation plan(送審稿)(僅供審查,請勿引用)200 xxxxx發(fā)布200 xxxxx實方矩中華人民共和國水利部發(fā)布和So3年度水利水電勘測設計標準編制工作的通知”(水總局 科m200輾 號)的要求和洪水調(diào)度方案編制規(guī)則技術服務合同書, 7匕按照扁L 12002水利技術標準編寫規(guī)定編制。嚴導則是新編制的規(guī)范,共6章,主要技術內(nèi)容有: 永利一洪水調(diào)度方案編制總的原則和要求; 水一與流域或區(qū)域防洪有尖的基本資料; 電規(guī)一洪水調(diào)度方案的防洪計算; 劃一江
2、河洪水調(diào)度;設計一防凌調(diào)度; 隹蘸饑好2002本導則批準部門:中華人民共和國水利部本導則主編單位:長江水 利委員會長江勘測規(guī)劃設計研究院本導則參編單位:黃河水利委員 會勘測規(guī)劃設計研究院本導則主要起草人:仲志余、胡維忠、李景 宗、陳肅利、郭鐵女、汪新宇、余啟輝、張志紅、寧磊、劉巧清等本導則審查會議技術負責人:本導則體例格式審查人: TOC o 1-5 h z 1總則12基本資料33洪水調(diào)度計算54江河洪水調(diào)度75防凌調(diào)度116調(diào)度權(quán)限121總則1.0.1為充分發(fā)揮流域或區(qū)域防洪體系中各項防洪措施的防洪作用, 減少洪水災害,需編制洪水調(diào)度方案。為了規(guī)范和統(tǒng)一流域或區(qū)域洪 水調(diào)度方案編制的基本原則
3、、要求和方法,特制定本導則。1.0.2本導則適用于有防洪任務且有洪水調(diào)度手段的流域或區(qū)域的 洪水調(diào)度方案的編制。1.0.3洪水調(diào)度方案必須遵循經(jīng)主管部門批準的流域或區(qū)域的防 洪規(guī)劃及防御洪水方案,根據(jù)流域或區(qū)域的防洪特性、防洪現(xiàn)狀及防 洪標準,結(jié)合氣象、水文預報,在研究各種可能的典型組合洪水和不 同量級的洪水調(diào)度措施及其效果的基礎上,合理編制。1.0.4應合理地處理蓄、泄洪水的矢系,充分發(fā)揮防洪體系的各項工 程措施的功能,確定運用次序,科學地進行洪水調(diào)度和管理,保障主 要防洪保護對象的防洪安全,使流域或區(qū)域的洪災損失減至最小 程度。1.0.5應重視防洪非工程措施,要充分利用氣象、暴雨預報,洪水
4、監(jiān)測預 報及預警系統(tǒng)為洪水調(diào)度提供水雨情信息爭取較長的預見期。1.0.6流域與區(qū)域的洪水調(diào)度方案要相協(xié)調(diào)流域洪水調(diào)度方案應考 慮區(qū)域防洪的要求區(qū)域洪水調(diào)度方案應滿足所在流域洪水調(diào)度的要 求。支流的洪水調(diào)度方案應滿足干流對其洪水調(diào)度的要求。1.0.7洪水調(diào)度方案應包括防御標準以內(nèi)洪水和防御超標準洪水含特 大洪水)的洪水調(diào)度方案。1.0.8編制的洪水調(diào)度方案應包括保護對象、現(xiàn)狀防洪能力、防洪標 # 準調(diào)度原則可能的典型洪水組合(包括河口地區(qū)洪水與天文大潮、 風暴潮遭遇組合不同量級洪水的優(yōu)化調(diào)度措施、防洪體系聯(lián)合調(diào)度 方案、緊急情況下洪水調(diào)度應急措施、調(diào)度權(quán)限等內(nèi)容。1.0.9編制的調(diào)度方案須具有現(xiàn)
5、實性和可操作性應認真總結(jié)以往洪 水調(diào)度經(jīng)驗,考慮出現(xiàn)的新情況和新問題,明確各項防洪措施的調(diào)度 要求。1.0.10流域或區(qū)域防洪體系、經(jīng)濟社會狀況等發(fā)生變化時,應及時 修編洪水調(diào)度方案。大江大河的洪水調(diào)度方案,一般應每隔10年 重新修編。1.0.11洪水調(diào)度方案的編制專業(yè)性強,流域面積大于5000km2的 河流和地市級以上行政區(qū)域的洪水調(diào)度方案應由具甲級資質(zhì)的水 利科研、規(guī)劃、設計單位編制;流域面積小于5000km2的河流和縣 級以下行政區(qū)域的洪水調(diào)度方案應由具乙級以上資質(zhì)的水利科研、規(guī)劃、設 計單位編制。1.0.12編制的洪水調(diào)度方案應按洪水調(diào)度的權(quán)限,報主管機尖審批 后實行。解釋權(quán)屬于批準部
6、門或其指定的部門。 2基本資料2.0.1收集、整理流域或區(qū)域防洪有關的基本資料,包括氣象水文資 料、河道及湖泊防洪相矢資料、防洪現(xiàn)狀、經(jīng)濟社會狀況、經(jīng)濟社會 發(fā)展對防洪減災的要求、防洪規(guī)劃及防汛管理等資料。2.0.2氣象水文資料,包括反映氣象、水文特征的有尖特征數(shù)據(jù);有 尖降雨、水位、流量、泥沙、潮汐等實測及調(diào)查資料,其系列年限應 基本符合有尖專業(yè)規(guī)范的要求;洪水傳播速度、各河段洪水傳播時間 等資料。著重收集暴雨洪水(冰凌)特性,歷史上曾出現(xiàn)的大和特大 暴雨洪水高含沙大洪水冰凌洪水及河口天文大潮鳳暴潮資料等。2.0.3河道及湖泊防洪相尖資料,包括河道縱橫斷面資料、河道槽蓄 曲線、湖泊水位與面積
7、及容積關系曲線、河道行洪寬度、泄流能力等 資料。2.0.4防洪工程現(xiàn)狀資料,包括堤防、水庫、蓄滯洪區(qū)、河道治理工程、河流上的大型水閘、分洪道等工程現(xiàn)狀資料。2.0.5防洪非工程措施現(xiàn)狀資料,包括流域或區(qū)域暴雨洪水監(jiān)測 系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡系統(tǒng)、預報預警系統(tǒng)、蓄滯洪區(qū)人員安全轉(zhuǎn)移預案、 水庫調(diào)度規(guī)程、防洪減災設施管理、政策法規(guī)等資料。2.0.6經(jīng)濟社會相尖基本資料包括流域或區(qū)域經(jīng)濟社會現(xiàn)狀基本資 料,各防洪保護區(qū)、蓄滯洪區(qū)、行洪區(qū)經(jīng)濟社會現(xiàn)狀指標,歷史上洪(凌)災害、風暴潮災害資料及經(jīng)濟社會發(fā)展對防洪減災的要求等資 料。2.0.7防洪規(guī)劃資料,包括防洪標準,設計洪水,防洪規(guī)劃方案,河 道或堤防的防洪控
8、制水位、河道安全泄量,水庫的防洪限制水位、防 洪高水位、設計洪水位、校核洪水位及相應庫容,蓄滯洪區(qū)的分蓄洪 運用條件和蓄洪水位、有效蓄洪容積,大型閘站特征水位、運用條件 及過流能力等資料。2.0.8防汛管理資料,包括河道或堤防的警戒水位、保證水位,經(jīng)批 準的防御洪水方案,防汛管理制度,防汛管理條例、政策、法規(guī)等資 料。2.0.9對作為主要依據(jù)的基本資料,應進行分析,對其合理,性和可靠程 度作出評價。3洪水調(diào)度計算3.0.1研究干支流、上下游可能發(fā)生的各種洪水遭遇組合,河地區(qū) 洪潮遭遇組合;合理選擇并分析計算具代表性的不同類型、不同量級 的典型洪水、頻率洪水。通過對歷史凌汛資料分析,從水文、氣象
9、及 水動力學等方面研究河道凌汛期冰凌洪水形成條件及變化規(guī)律。3.0.2頻率洪水可由流量資料或暴雨資料推求計算對資料缺乏的小流 域頻率洪水可采用地區(qū)經(jīng)驗公式法推求。3.0.3河流的防洪控制點的控制水位或控制流量是流域洪水調(diào)度 的重要指標河段采用水位控制或流量控制應根據(jù)河流的防洪特點及 現(xiàn)有防洪能力合理確定。3.0.4針對不同凌情,考慮凌汛洪水演進和河道槽蓄量變化情況,研 究河道特定控制斷面的防凌安全流量,即封河期、開河期控制條件, 穩(wěn)封期冰下過流能力據(jù)此研究河道各控制斷面不同時段的防凌控制 條件。3.0.5對于高含沙洪水地區(qū),應分析發(fā)生高含沙大洪水時,泥沙沖淤變 化對河道行洪能力、防洪工程的影響
10、及應采取的相應防洪措施。3.0.6洪水演進與調(diào)度計算方法可以采用水文學或水力學計算方法 (釦.7進行洪水演講與調(diào)度計算時,要合理劃分計算河段、優(yōu)選計算 采 用本導則時段、確定起始條件和邊界條件、進行水量平衡檢查與修正。3.0.8編制的洪水演進與調(diào)度計算數(shù)學模型需采用兩次以上不同類 型的實測洪水進行檢驗。3.0.9對選擇的不同類型的洪水,結(jié)合洪水預報,進行洪水調(diào)度方案 防洪計算。研究防洪工程運用時機、次序及運用方式;分析不同洪水 調(diào)度措施組合情況下各方案的防洪作用及經(jīng)濟社會效益;在技術、經(jīng) 濟比較的基礎上統(tǒng)籌考慮上下游、左右岸的防洪矢系確定合理的、 具可操作性的洪水調(diào)度方案。 4江河洪水調(diào)度4.
11、1堤防工程防洪運用4.1.1江河發(fā)生洪水,如洪水位不超過堤防保證水位時,應利用堤防防 洪,充分發(fā)揮河道的泄洪作用。4.1.2當洪水較大,預報控制站洪水位將可能達到保證水位,應扒開 洲灘民垸堤防、行洪區(qū)阻水堤塢,利用其行洪、蓄洪;必要時需放棄 部分標準相對較低的堤防,以保障相對重要堤防的防洪安全;如發(fā)生 特大、超設計標準的洪水,應犧牲次要堤防,保障重要堤防的安全。4.1.3遇大洪水,若預報洪水位將超過堤防保證水位且有條件時,宜加 筑子堤,充分利用堤防的潛力防御洪水,減少洪災損失。4.2水庫防洪調(diào)度4.2.1對有防洪任務的大、中型水庫,應根據(jù)洪水及泥沙特性、下游 防洪保護對象的防洪要求、水庫防洪安
12、全標準、水庫工程狀況、庫區(qū) 可能的淹沒情況及洪水監(jiān)測預報條件根據(jù)批準的設計或?qū)彾ǖ恼{(diào)度 原則制定水庫的防洪調(diào)度方式在保證水庫自身防洪安全的前提下, 充分發(fā)揮水庫攔蓄洪水、削峰、錯峰的作用。4.2.2對于泄洪建筑物及閘口啟閉設施完善規(guī)劃為下游承擔防洪任 務的水庫,可根據(jù)下游江河防洪控制點的洪水位、安全泄量和區(qū)間洪 水組成情況以及洪水監(jiān)測、預報水平,研究水庫對下游進行補償調(diào)節(jié) 的防洪調(diào)度運用方式,確定相應的泄量和控制水位。4.2.3汛期,防洪水庫應按規(guī)劃設計留足必要的防洪庫容,非特殊情 況,蓄水位不得超過汛限水位。為充分發(fā)揮水庫的供水、發(fā)電、灌溉 等綜合效益,可根據(jù)洪水的特性和水情測報系統(tǒng)的預見期
13、,在不降低 水庫防洪安全標準的前提下,制定汛期不同時期的分期汛限水位,并 考慮后期洪水及氣象預報,做好后汛期的蓄水。在各分期期間可規(guī)定 過渡期。還可根據(jù)洪水預報的預見期和精度,確定汛期水位的上下浮 動值及相應的條件。4.2.4由水庫群共同承擔江河中下游防洪任務時應研究各水庫和各 區(qū)間洪水的地區(qū)組成,根據(jù)水庫特性及綜合利用要求等條件,確定各 水庫必須預留的防洪庫容和防洪運用方式,以及聯(lián)合防洪調(diào)度方式。4.2.5對多泥沙河流水庫,其防洪調(diào)度方式應根據(jù)洪水的洪量、洪峰 流量、沙量情況,綜合考慮下游河道減淤和水庫減淤情況,制定洪水 調(diào)度方案。洪水調(diào)度要有利于水庫防洪庫容的長期保留。4.2.6對于達不到
14、設計要求的水庫新建水庫存在初期蓄水規(guī)定以及存 在嚴重病險問題的水庫,要降低運行水位。4.3蓄滯洪區(qū)調(diào)度運用43.1蓄滯洪區(qū)的調(diào)度運用方式應根據(jù)蓄滯洪區(qū)在流域或區(qū)域防洪 體系中的作用,結(jié)合區(qū)內(nèi)安全建設實施情況,按防洪規(guī)劃確定的運用 原則和要求制定。對建有進洪閘、退洪閘控制的蓄滯洪區(qū),應明確進 洪閘、退洪閘調(diào)度規(guī)則;對無進退洪設施,需臨時扒口運用的蓄滯洪 區(qū),應明確扒口的地點、時機和扒口口門寬度。43.2啟用蓄滯洪區(qū)分蓄洪水必須制定切實可行的蓄滯洪區(qū)運用預 案。應考慮分洪準備時間,包括決策的時間、區(qū)內(nèi)居民安全轉(zhuǎn)移時間 和分洪作業(yè)時間。對以轉(zhuǎn)移為主的蓄滯洪區(qū),應明確指揮機構(gòu)、通信 方式、轉(zhuǎn)移路線、交
15、通工具、災民安置地點,估算救災物資品種、數(shù)量 等。4.3.3蓄滯洪區(qū)退洪應掌握有利的時機,錯開洪峰,不得加重洪水災害04.3.4多沙河流上蓄滯洪區(qū)的進、退洪閘門運用,應考慮閘門前后由于 泥沙的淤堵而使進、退洪流量達不到設計要求的情況。4.4防洪體系的防洪調(diào)度4.4.1防洪體系聯(lián)合調(diào)度的基本原則是充分利用防洪體系的防洪 能力,確保重點,兼顧一般,對洪水進行合理安排,將洪水災害減少 到最低限度。4.4.2進行流域或區(qū)域防洪體系聯(lián)合調(diào)度,要合理處理蓄泄尖系、上 下游尖系、左右岸矢系、干支流矢系,在不影響防洪安全的前提下, 盡可能使防洪與興利相結(jié)合,合理利用洪水資源。4.4.3為充分發(fā)揮各項防洪工程設
16、施和防洪體系整體的防洪作用要 針對不同類型的洪水,研究各項防洪工程運用的時機、次序和運用方 式。4.4.4對防御標準以內(nèi)的洪水和超標準洪水的調(diào)度,應統(tǒng)籌考慮。對 各類不同量級和地區(qū)組成的洪水,尤其是量級大、洪水組成對防洪不 利的洪水,應深入研究,提出可靠的洪水調(diào)度方案。4.4.5流域或區(qū)域發(fā)生小洪水時,要充分利用河道的泄洪能力,發(fā)揮防 洪綜合體系的防洪作用;對于干旱缺水地區(qū),在確保防洪安全的前 提下,可根據(jù)氣象和降雨預報情況,適時引蓄洪水,兼顧洪水資源利 用。4.4.6當流域或區(qū)域發(fā)生相當于防御標準的洪水時應充分發(fā)揮干支 流河道和分洪道的泄洪能力,利用水庫調(diào)蓄洪水,必要時啟用蓄滯洪 區(qū)蓄滯超額
17、洪水,保障重要防洪保護對象的防洪安全。4.4.7當流域或區(qū)域發(fā)生超標準洪水(或特大洪水)時,應充分發(fā) 揮各類防洪工程設施的泄洪、蓄滯洪作用,必要時采取犧牲一般地 區(qū)、運用規(guī)劃保留區(qū)或臨時擴大分洪范圍等方式分蓄洪水保障特別 重要防洪保護對象的防洪安全,盡可能把全局的洪災損失減至最 小。 5防凌調(diào)度5.0.1有冰凌洪水災害的江河,在凌汛期間尤其是封河期和開河期, 要利用水庫和引水設施加強水量調(diào)度,編制防凌調(diào)度方案,避免凌汛 災害的發(fā)生,或?qū)p失減到最低限度。防凌調(diào)度方案應按單獨編制和 批準考慮。5.0.2水庫防凌調(diào)度分為大壩安全防凌調(diào)度水庫對庫區(qū)上游河道防凌 調(diào)度以及水庫對下游河道防凌調(diào)度大壩安全
18、防凌調(diào)度應根據(jù)設計來水、來冰過程,結(jié)合泄水建 筑物的泄流規(guī)模,按滿足大壩防凌安全的設計排凌水位排凌運用。(2 )水庫對庫區(qū)上游河道防凌調(diào)度應根據(jù)水庫末端冰凌壅水影 響程度按滿足水庫上游河道防凌調(diào)度要求的設計庫區(qū)防凌控制水位 運用。(3 )水庫對下游河道防凌調(diào)度應根據(jù)氣象條件、上游來水情況 以及下游河道凌情按滿足水庫下游河道防凌調(diào)度要求的設計防凌限 制水位運用并結(jié)合凌汛期不同階段下游河道冰下過流能力和防凌安 全泄量控泄流量。凌汛期應實行全過程調(diào)節(jié)。5.0.3當有多個水庫參與防凌調(diào)度時應考慮水庫群的聯(lián)合防凌調(diào)度。5.0.4當冰凌洪水位達到或超過江河設防水位時,應及時啟用分洪 道和蓄滯洪區(qū),分蓄冰凌
19、洪水,必要時宜犧牲局部地區(qū),保障重點地 區(qū)的防凌安全。6調(diào)度權(quán)限6.0.1長江、黃河、淮河、海河、松花江、遼河、珠江和太湖流域的 洪水調(diào)度方案,由有矢流域機構(gòu)會同有尖省、自治區(qū)、直轄市人民政 府制定,報國家防汛總指揮部批準;由流域防汛指揮機構(gòu)按經(jīng)批準的 方案實施,報國家防汛指揮機構(gòu)備案。特別重要的防洪工程,由國家 防汛指揮機構(gòu)負責調(diào)度。6.0.2跨省、自治區(qū)、直轄市的其他江河的洪水調(diào)度方案,由有矢流 域機構(gòu)會同有尖省、自治區(qū)、直轄市人民政府制定,報流域防汛指揮 機構(gòu)批準;由流域防汛指揮機構(gòu)按經(jīng)批準的方案實施,報國家防汛指 揮機構(gòu)備案。沒有設立流域防汛指揮機構(gòu)的,報國家防汛總指揮部批 準,由國家
20、防汛總指揮部或委托洪水主要來源的省、自治區(qū)、直轄市 的防汛指揮機構(gòu)按經(jīng)批準的方案實施。6.0.3省級行政區(qū)域內(nèi)的河流的洪水調(diào)度方案由所在省級行政區(qū)域 內(nèi)相應級別的防汛指揮機構(gòu)會同有尖地方人民政府負責制定報上一 級防汛指揮機構(gòu)批準由省級行政區(qū)域內(nèi)相應級別的防汛指揮機構(gòu)負 責實施調(diào)度。6.0.4洪水調(diào)度方案經(jīng)批準后,有尖地方人民政府必須執(zhí)行。修改洪水 調(diào)度方案,應當報經(jīng)原批準機尖批準。附錄一江河洪水調(diào)度防洪計算方法一、江河洪水調(diào)度計算方法分類江河洪水調(diào)度防洪計算方法可分為水文學法和水力學法兩大類。水文學法,在一般情況下,只要資料和計算處理得當,能得到滿足精 度要求的計算結(jié)果。水力學法,所需資料較多
21、,計算結(jié)果更為詳細, 隨著電子計算機技術的發(fā)展其運用范圍日益廣泛。水文學方法根據(jù)對水流運動方程和水流連續(xù)方程的不同簡化 和 處理,可分為出流與槽蓄矢系法、馬司京干法、連續(xù)平均法、有效 值法、特征河長法、匯流曲線法等。水力學方法可分為一維、二維水力學法,根據(jù)所采用的數(shù)值計算 方法的不同又可分為有限差分、有限體積、有限元和特征線法等。二、計算方法的選擇防洪計算方法的選擇,應當綜合考慮如下因素:主要應用需求洪水調(diào)度區(qū)域的空間尺度江、湖及河道特性資料基礎(5)工作成本同一區(qū)域所選擇的洪水調(diào)度防洪計算方法不是唯一 的需要視具體情況而定,有時需要兩種或幾種方法結(jié)合。二、水文學方法江河洪水調(diào)度防洪計算水文學
22、法有多種本導則選取計算較為復 雜能夠運用于江河洪水調(diào)度的出流與槽蓄尖系法進行較為詳細地說 明,其它水文學法除運用的計算公式簡化方法不同外,計算范圍、計 算時段、計算邊界條件、技術路線等均可參照執(zhí)行。江河洪水調(diào)度防洪計算的范圍一般較大為使計算結(jié)果能符合實際, 通常將計算范圍劃分為若干個小范圍。原則上,計算范圍愈小,計算精 度愈高,但限于資料條件及為減少工作量,通常是在主要支流入?yún)R及分流 口、重要防洪保護區(qū)有代表性的防洪控制斷面等處分段。江河洪水調(diào)度 防洪計算還應選取合適的計算時段。計算時段的選取與河段的劃分 密切相尖,一般要求除滿足過程線在At時段內(nèi)能用直線來近似表達的 條件,還應考慮使At接近
23、或等于洪水流經(jīng)該 河段的時間。江河洪水調(diào)度防洪計算起始條件和邊界條件的選取對計算結(jié) 果會有一定的影響起始條件為計算開始時計算范圍內(nèi)沿程各點的水 位與流量瞬時值。上邊界條件通常是計算河段起始斷面的流量過程, 下邊界條件與采用的計算方程、應用需求、資料條件有尖,可以采用 計算河段末斷面的水位與流量的函數(shù)尖系或水位過程。出流與槽蓄尖系法根據(jù)水量平衡原理,有連續(xù)方程表達式:/0+2% +叫、= O,tt式中:11、【2時段初、時段末的總?cè)肓?、?時段初、時段末的總出流時 時 #Vi、v2時段初、時段末的槽蓄在運用出流與槽蓄尖系法進行江河洪水調(diào)度防洪計算前首先應 依據(jù)實測的水文、地形資料點繪河段的工作曲
24、線,包括:各出流控制 斷面流量(或水位)與槽蓄相尖線,即0 (或Z)f(V/At)相尖線; 出流控制站水位與流量相尖線,即ZO相矢線等工作曲線。這些 工作曲線的率定需要大量實測的水文、地形資料,工作曲線擬定的準 確與否將直接影響洪水調(diào)度的計算結(jié)果。因此,在江河洪水調(diào)度的防 洪計算水文學方法中,工作曲線的率定十分重要。計算應從上游至下游分段求解。進行分段求解時,對每一河段,I11如果計算河段控制站水位流量尖系受下游河段水位影響較小將 計算河段出流控制站所得水文要素代入下游河段作為下游河段的入 貉條件進行下游河段的求解如果計算河段控制站水位流量尖系受下1游河段水位影響較大,在計算本河段出流時,首先
25、要假設同時刻下游 撞制站水位,因而在計算過程中,需上下游河段依次迭代求解。p如果計算河段水面比降平緩,江湖串通,支流眾多,河段出流0怒須考慮下游支流頂托、負頂托(分洪)的影響。模型建立后,應采用量計算范圍內(nèi)實測洪水資料進行率定和檢驗。也過一場或二場洪水率定的模型,用另一場洪水檢驗,其誤差在允許范 假圍以內(nèi),模型才可運用于洪水調(diào)度。設段 # 江河洪水調(diào)度防洪計算需根據(jù)擬定的控制站調(diào)度運用水位計算 得出各控制站的洪水流量過程及滿足防洪工程控制水位條件下的 安全泄量過程,兩者之差即為超額洪水過程。根據(jù)計算出的超額洪水 過程,取其最大值為超額洪峰,超額洪水過程的總水量即為超額洪 量。水文學法的技術路線
26、如下:四、水力學方法江河洪水調(diào)度計算水力學法可以根據(jù)需求計算得出各地點的水 文要素。水力學法對資料的要求較為嚴格,需要整個計算河段的地形 資料、各上邊界的流量資料、下邊界的水位過程或水位與流量的函數(shù) 尖系。江河洪水調(diào)度防洪計算水力學法根據(jù)需求可分別采用一維匚維或 相互嵌套的計算模式。一般對長河段、河網(wǎng)地區(qū)可采用一維計算方 #法;對于需求信息較多的較短河段、河湖等水域較寬闊的地區(qū)可采用 二維計算方法;對于江河湖相連的地區(qū)可采用一、二維嵌套的計算方 法。江河洪水調(diào)度防洪計算一維計算方法的基本方程為圣維南方程 組,即:Q_ A-=T+ +gM乜+憑必=otXx C2AR式中:z、Q、n和R分別表示f
27、時刻的水位、流量、斷面過水面 積和水力半徑;C是謝才系數(shù);&為重力加速度。計算一般采用四點 隱格式,即所謂普列斯曼(Preissmann)格式。江河洪水調(diào)度防洪計 算的二維計算方法的基本方程如下:水流連續(xù)方程:L -p & q E ,+ ,匚=%x- r axrr * nD p&q E- , +二水流運動方程:gp哄p- pq _z_ 羔 11 臚 + ()+( )+g廠+-x h y h式中,z為水位,P、q為X、y方向單寬流量,h為水深,s為源、 匯項,、siy為源、匯項在x、y方向的分量,c為謝才阻力系數(shù),Q 為科氏力,E為渦粘擴散系數(shù),根據(jù)Smagorinsky公式確定: # fUS
28、LZ U vT D 呻巧(X: 2- y x- - y 予式中u、v為x、y方向垂線平均流速,為網(wǎng)格間距Cs為 計算參數(shù),0.25Cs1.0。在實際計算中多采用交替方向的隱式差分格 式,即所謂ADI法。計算區(qū)域采用正方形網(wǎng)格剖分,控制方程離散時,變量在矩形網(wǎng)格上 采用交錯布置,水位被定義在網(wǎng)格節(jié)點上,單寬流量被定義在各自方 向的相鄰網(wǎng)格節(jié)點的中部,見下圖:%hT 九 Z P八%算法網(wǎng)散圖運用水力學法進行江河洪水調(diào)度,模型的率定十分重要和尖鍵。 無論是一維還是二維計算方法均需采用與地形資料較相匹配的實 測洪水資料進行率定和驗證,經(jīng)過一場或二場洪水率定的模型在 驗證后,其誤差在允許范圍以內(nèi),才可運
29、用于江河洪水調(diào)度防洪計 算。糙率(n)是水力學計算的尖鍵參數(shù),有實測資料的河段應采用 資料進行糙率率定對于一些常年不過水的邊灘或其它行洪區(qū)及蓄滯 洪區(qū),建議依據(jù)下墊面情況參照下表選擇。下墊面村莊樹叢旱田水田道路空地河道糙率(n)0.070.0650.060.050.0350.0350.0250.035 #一維水力學法,需要1 : 5000以上比例尺的現(xiàn)狀河道地形資料, 還需要收集該江河(河段)歷史洪水過程中實測的河道水面線或洪痕資 料,以用于糙率等參數(shù)的率定。二維水力學法,需要1 : 10000以上比例尺的現(xiàn)狀地形圖,還 需要研究區(qū)域內(nèi)防洪工程如蓄滯洪區(qū)口門(閘)、分洪道等建筑 物資料等。江河
30、洪水調(diào)度通常包括河道、蓄滯洪區(qū)、分洪道等的調(diào)度運用, 需進行蓄滯洪區(qū)分洪、分洪道的分流計算。在運用一維水力學法計算 時,通常采用堰流公式根據(jù)計算的河道水位、蓄滯洪區(qū)口門尺寸、分 洪道口門尺寸等計算分流量,并作為旁側(cè)出(入)流處理;在采用二 維水力法計算時若采用有限差分法也是采用上述方法計算分流量, 并作為節(jié)點出流處理。江河洪水調(diào)度防洪計算水力學法可根據(jù)擬定的控制站點分洪口 門等的調(diào)度運用水位,計算得出各計算結(jié)點處的洪水流量過程、水位 過程、滿足堤防控制水位條件下的安全泄量過程、各地區(qū)分洪流量過 程及各地區(qū)的分洪總量。水力學法洪水調(diào)度計算技術路線如下圖所示:20 附錄二 江河洪水調(diào)度方案編制目錄
31、一、防洪基本情況1、流域(或區(qū)域)概況自然地理地形地貌、地質(zhì)、水系、湖泊、氣候特征、徑流、 泥沙等概況。經(jīng)濟社會流域(或區(qū)域)經(jīng)濟社會現(xiàn)狀指標,各防洪保護 區(qū)、蓄滯洪區(qū)、行洪區(qū)經(jīng)濟社會現(xiàn)狀指標,經(jīng)濟社會發(fā)展趨勢。洪水、洪災2、防洪規(guī)劃、防御洪水方案概況3、防洪體系建設現(xiàn)狀及防洪能力防洪體系建設現(xiàn)狀防洪工程體系堤防、水庫、蓄滯洪區(qū)、分洪道、河道整治工 程等防洪工程措施現(xiàn)狀。防洪非工程體系現(xiàn)狀防洪能力二、水文分析計算1、氣象、水文基本資料氣象、水文站網(wǎng)布設,資料系列、可靠性分析等。2、暴雨洪水特性暴雨特性洪水特點及洪水組成歷史洪水和近代大洪水2、設計暴雨3、設計洪水4、河道蓄泄能力及湖泊槽蓄能力河
32、道蓄泄能力計算河段的劃分、水文站水位流量笑系、河 道槽蓄能力等。湖泊槽蓄能力三、洪水調(diào)度原則四、洪水調(diào)度數(shù)學模型的建立1、模型構(gòu)建2、模型率定3、模型驗證五、洪水調(diào)度方案計算1、洪水調(diào)度方案的擬定2、方案計算3、方案比較4、方案選定六、標準以內(nèi)洪水調(diào)度方案七、超標準洪水調(diào)度方案 八、調(diào)度權(quán)限九、附則中華人民共和國行業(yè)標準洪水調(diào)度方案編制導則SL*條文說明 TOC o 1-5 h z 1總則262基本資料293洪水調(diào)度計算314江河洪水調(diào)度335防凌調(diào)度361總則1.0.1我國洪水災害嚴重,洪水調(diào)度方案尖系到防洪減災目標的實 現(xiàn)和防洪體系中各項防洪措施防洪減災效益的發(fā)揮目前我國尚沒有 指導洪水調(diào)
33、度方案編制的統(tǒng)一技術標準編制本導則旨在使洪水調(diào)度 方案的編制科學化、規(guī)范化。根據(jù)實際需要,洪水調(diào)度方案可按流域 或區(qū)域編制。1.0.2本導則適用于有防洪任務和洪水調(diào)度手段的流域或區(qū)域的洪 水調(diào)度方案的編制。洪水調(diào)度手段指水庫調(diào)蓄洪水,堤防扒口分洪或 放棄防守或臨時搶筑子堤,蓄滯洪區(qū)或規(guī)劃保留區(qū)行蓄洪水,分洪道 分洪,節(jié)制閘、退洪閘、擋潮閘、擋洪閘調(diào)節(jié)洪水等。1.0.3經(jīng)過審批的洪水調(diào)度方案是實時洪水調(diào)度的重要法律依據(jù), 作為流域或區(qū)域防汛指揮部門當年的或近期的洪水調(diào)度方案要滿足 實時調(diào)度遇到可能的各種汛情、險情時,能夠找到與實時情況相似或 接近的洪水調(diào)度方案,不需要作大的實質(zhì)性修改,就能滿足決
34、策的應 急需要,減少防汛緊急時刻的緊張忙亂,縮短決策時間,減免因準備 不足而造成決策的延誤或失誤洪水調(diào)度方案的編制須以相應的流域 或區(qū)域防洪規(guī)劃及批準的防御洪水方案為依據(jù)以當年的防洪設施現(xiàn) 狀為基礎。由于洪水的隨機性,洪水調(diào)度方案的涵蓋面很廣。須在研究可能 的各種典型洪水組合和不同洪水量級的洪水調(diào)度措施及其效果的 基礎上,結(jié)合氣象預報,合理編制洪水調(diào)度方案。1.0.4防洪工程措施主要包括堤防、水庫、蓄滯洪區(qū)、河道整治、分 洪道、擋洪閘等。應注意處理好重點與一般、除害與興利的尖系,有 效地發(fā)揮各項防洪工程的作用及相互間的整體配合取得最大的防洪 減災效益。1.0.5防洪非工程措施是指為減少洪災損失
35、采取頒布和實施的法令 及防洪工程以外的技術手段等方面的措施,主要包括洪水預報預警、 洪泛區(qū)管理、防洪政策法規(guī)、洪水調(diào)度規(guī)程等。1.0.6洪水調(diào)度方案須實用和具可操作性。須協(xié)調(diào)好地區(qū)間、部門間 的矛盾,如分洪量的地區(qū)分配、蓄滯洪區(qū)運用次序、扒口位置、地區(qū) 間的節(jié)制閘控制流量、打開非永久封堵的天然分流口的條件等,應在 編制方案的過程中用適當?shù)募墑e和形式協(xié)商、協(xié)調(diào)、平衡,產(chǎn)生有協(xié) 議書作用的會議紀要或協(xié)議書,避免洪水調(diào)度方案上報及審批容易, 執(zhí)行困難或打折扣。要求文字、數(shù)字嚴謹,避免產(chǎn)生不同的理解。調(diào)度操作的條件語 句中應避).7處理好局部與整體的笑系,支流的洪水調(diào)度方案應滿足干流的 洗水調(diào)度方案對
36、其洪水調(diào)度的要求,流域與流域內(nèi)某一區(qū)域(例如某 用27沒有定量指 一城市)的洪水調(diào)度方案要協(xié)調(diào)。1.0.8規(guī)定實時調(diào)度的權(quán)限及洪水調(diào)度方案的審批機矢并規(guī)定解釋權(quán)限。2基本資料2.0.1洪水調(diào)度方案的編制必須以防洪現(xiàn)狀為基礎以防洪規(guī)劃及批準 的防御洪水方案為依據(jù),需廣泛收集相尖基礎資料。2.0.2水情基本資料包括不同類型不同級別洪水相尖站的洪水參數(shù)(雨量位2.0.3工情基本資料,主要指各類防洪工程現(xiàn)狀資料。堤防工程資料 流要有堤防等級、堤防現(xiàn)狀防洪能力、堤防保護范圍、在以往高洪水 僮時的出險情況等基本資料防洪水庫工程資料主要有水庫的基本特 征值、防洪調(diào)度運用方式及泄流能力曲線、水庫所在河流的防洪
37、任務 及溺濺冊箸資紺蓄顓辭華的溺衞蓄繃淇顯瞰蠶激窘庫設蕾淋 俺料瞬缽典型灑柵8蟀:驟隅鐵選退漩控制斷飼的刪趨程撇調(diào)胸溺耐要控制站其歷年的水位、流型.4泥趣沁孵跚愛資綁應遼面搜Wh大控制趙彤(翩鋼O融線1 :應采用實測水文資料率定,當條件不具備 時,應采用臨時測驗成果 100010000,縱檎斷面資料比例應需1 : 200-1 : 2000 喬發(fā)證厲贄蓼如是洪水調(diào)度的基本依據(jù),包括堤防警戒水位、保證水位, 河段防洪控制水位或安全泄量水庫防洪限制水位防洪高水位、設計洪水位及校核洪水位,蓄滯洪區(qū)的蓄洪水位,小流域山洪災害臨界雨量等。堤防警戒水位是指江河漫灘行洪,堤防可能發(fā)生險情,需要開始加強防守的水
38、位保證水位是指保證堤防及其附屬工程安全擋水的上限水位。河段防洪控制水位是指蓄滯洪區(qū)啟用的臨界水位。2.0.6對依據(jù)的資料,應進行合理性和可靠度的分析評價,可靠性較差 的應進行復查核實,不足的應設法進行補充收集。3洪水調(diào)度計算3.0.1根據(jù)流域或區(qū)域防洪特點和洪水特性,研究干支流、上下游可 能發(fā)生的各種洪水遭遇組合,河口地區(qū)洪潮遭遇組合,合理選擇并分 析計算具代表性的不同類型的典型洪水、頻率洪水及可能最大洪水。3.0.2頻率洪水、可能最大洪水可由流量資料或暴雨資料推求計算, 對資料缺乏的小流域頻率洪水可采用地區(qū)經(jīng)驗公式法推求由流量資 料推求頻率洪水時,頻率曲線線型一般選擇皮爾遜皿型曲線;對典型
39、洪水過程線采用同頻率放大法或同倍比放大法推求頻率洪水過程線。 由暴雨資料推求頻率洪水時面雨量的計算可依據(jù)資料情況直接計算 或間接計算凈雨的計算采用暴雨扣除損失后求得扣除損失的方法, 可采用徑流系數(shù)法、暴雨徑流相尖圖法和入滲扣損法等方法計算;頻 率洪水過程線可采用單位線法、等流時線法等方法計算。3.0.3河流的防洪控制點的控制水位或控制流量是流域洪水調(diào)度的 重要指標。一般情況下,根據(jù)防洪控制點的保證水位查該點穩(wěn)定的水 位流量尖系曲線,即可得該點所在河道安全泄量;對于水系復雜的 較大及大流域,河道的控制流量應綜合考慮下游頂托、分洪潰口、起 漲水位、泥沙沖淤、河床演變等情況確定;有防洪庫容的水庫,大
40、壩 上、下游控制斷面,均為防洪控制點,按水庫調(diào)洪方案確定的各種頻 率洪水的下泄流量為該控制點的控制流量;有分洪閘控制的分洪道, 其閘址為防洪控制點,分洪閘的設計分洪流量為該控制點的控制 流量;有節(jié)制閘控制的天然分流河道,其閘址為防洪控制點,節(jié)制閘 的調(diào)度規(guī)則確定的最大分流量為該控制點的控制流量;蓄滯洪區(qū)、規(guī)劃 保留蓄洪區(qū)的設計蓄洪水位為蓄滯洪區(qū)、規(guī)劃保留蓄洪區(qū)的控制水 位。3.0.5洪水演進計算方法可以采用水文學方法或水力學方法計算方 法的選擇考慮以下因素:一方面考慮計算問題的性質(zhì)、河道特性、依 據(jù)資料的精度、數(shù)據(jù)的取得和計算工作量;另一方面考慮計算成果的 要求及所算成果的可靠性水文學法是以已
41、有實測洪水流量資料為依 據(jù),分析其變化規(guī)律,建立數(shù)學模型及系數(shù)求解的方法,如馬斯京根 法、連續(xù)平均法、特征河長法、匯流曲線法等;水力學法是以江、河 水道地形(或縱、橫斷面)和實測水位、流量資料為依據(jù),簡化圣維 南方程組,用顯式或隱式的差分法求解的方法。進行洪流演進計算時,要合理劃分計算河段、優(yōu)選計算時段、確 定起始條件和邊界條件、進行水量平衡檢查與修正。編制的洪流演進 計算數(shù)學模型要盡可能用兩次以上不同類型的實測洪水進行驗算用 控制站的實測洪水位及流量過程與采用演進計算模型計算成果對比, 滿足精度要求后方可使用。4江河洪水調(diào)度4.1堤防工程防洪運用4丄14.1.3 根據(jù)堤防保護對象的重要性堤防
42、可分為不同的級別, 不同級別的堤防防御洪水的標準不同當要發(fā)生超過堤防防洪能力的 洪水時,一方面要放棄相對較低標準的堤防,另一方面有條件時,宜 加筑子堤,充分利用堤防的潛力防御洪水。4.2水庫防洪調(diào)度4.2.1對下游有防洪保護對象的大、中型水庫,通過制定合理的水庫 防洪調(diào)度方式在保證水庫大壩安全的前提下有計劃地蓄共水, 發(fā)揮水庫滯洪、削峰、錯峰的作用,提高下游防洪保護對象的防洪能 力。水庫削錯峰調(diào)度是水庫入庫洪水與水庫下游洪水或與上級支流或 干流洪水遭遇時,改變常規(guī)的(不遭遇時的)水庫調(diào)度,進行預泄、錯峰、 削峰或超蓄的水庫調(diào)度方案。應明確水庫削錯峰調(diào)度要求。防洪調(diào)度方 式應符合水庫特點,切實可
43、行、安全可靠,判別條件簡單明確具有較好的 操作性防洪調(diào)度應充分考慮如泄洪設施能力下降、洪水預報誤差等各種 可能的不利因素,適當留有余地,以策安全。4.2.2對于有條件進行預報預泄、補償調(diào)節(jié)的水庫,根據(jù)預報,水庫 提前泄洪,騰出更多的調(diào)蓄洪水庫容,盡可能控制下游防洪控制點水 位、流量不超過防洪控制水位和河道允許泄量。明確采用保壩調(diào)度時 入庫洪水的流量。4.2.3有發(fā)電、灌溉任務的水庫應考慮防洪的要求,合理利用庫容, 充分發(fā)揮水庫的綜合效益。水庫汛末蓄水要考慮遲到洪水及氣象 預報可規(guī)定過渡期或采用汛期水位分期或規(guī)定汛期水位的上浮值及 相應的條件。4.2.4水庫群承擔下游防洪任務一般需考慮補償調(diào)節(jié)各
44、水庫在保證 各自的防洪安全前提下,統(tǒng)籌分析,相互協(xié)調(diào),確定合理的聯(lián)合調(diào)度 方式。4.3蓄滯洪區(qū)調(diào)度運用43.1對部分流域或區(qū)域,蓄滯洪區(qū)是防洪體系的重要組成部分,應 合理確定蓄滯洪區(qū)調(diào)度運用方式,充分利用蓄滯洪區(qū)分蓄洪水,以最 大限度地減少洪災損失。4.3.2分洪決策時間為收到符合蓄滯洪區(qū)啟用條件的水文預扌區(qū)或報 汛)或工情信息時到發(fā)布居民安全轉(zhuǎn)移令所需時間。居民安全轉(zhuǎn)移時 間為發(fā)出居民安全轉(zhuǎn)移令到居民安全轉(zhuǎn)移完畢所需時間分洪作業(yè)時 間為分洪令發(fā)出到分洪達到要求的分洪流量時所需的扒口、爆破 作 業(yè)、開閘作業(yè)時間。啟用蓄滯洪區(qū)的準備時間為分洪決策時間、居 民安全轉(zhuǎn)移時間、分洪作業(yè)時間的總和。蓄滯
45、洪區(qū)居民安全轉(zhuǎn)移所需時間應根據(jù)轉(zhuǎn)移組織、指揮系統(tǒng)、通 信、安全轉(zhuǎn)移道路分布、轉(zhuǎn)移路線長度、交通工具、氣候條件(白天、 黑夜、晴、雨路況、人流密度、婦幼老弱病殘等情況,采用計算 與近年國內(nèi)分洪轉(zhuǎn)移實例經(jīng)驗相結(jié)合的方法確定估算分洪閘的開閘 作業(yè)時間時應考慮閘門開啟速度、消能、變壓器容量等限制條件由小流量到計劃分洪流量的時間。4.4防洪體系的防洪調(diào)度4.4.1為實現(xiàn)確保重點、兼顧一般的目標,洪水調(diào)度必須正確處理蓄 泄尖系、上下游尖系、干支流尖系,盡可能使防洪與興利相結(jié)合,合 理利用洪水資源。4.4.2針對不同類型的洪水,研究合理的聯(lián)合調(diào)度方式和運用次序。首先利用堤防擋水,充分發(fā)揮河道的泄洪作用,當遇到超過河道現(xiàn)狀 泄洪能力的洪水時,河道上游有水庫時發(fā)揮水庫的攔蓄作用,水庫作 用利用后流量仍然超過河道的安全泄量時或無水庫時運用蓄滯洪區(qū) 分蓄洪水,以保障
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