§5.6 施工水文预报 工程水文学课件教程教案.pptVIP

§5.6 施工水文预报 内容提要 1. 坝址处流量预报； 2. 围堰上、下游水位预报； 3. 截流期水情预报 学习要求 掌握围堰水情预报和截流期水情预报方法。 §5.6 施工水文预报 施工水文预报是指对水电工程施工期，受到施工回水影响河段的水文预报。按施工阶段，施工水文预报主要分为围堰水情预报和截流期水情预报。 施工围堰 平面图 施工围堰 侧视图 § 5.6.1 围堰水情预报 在修筑围堰（图5-6-1）及导流建筑物阶段，要求预报围堰前的水位或流量，以防止河水漫入施工区。 图５-６-１为一种围堰平面图(a)及侧视图(b)，围堰上、下游两端距离很短，天然情况下的水面落差可以忽视不计。修围堰后，河道束窄，水流经过收缩口，围堰上游侧的水位格会壅高，而束狭段的水位则和围堰下游侧的水位大致相同。在某一流量Q时，围堰下游水位为Z下，亦即坝址断面水位，Q—Z下关系线就是原坝址水文站的水位流量关系曲线。 § 5.6.1 围堰水情预报 1. 预报坝址处的流量 采用马斯京根流量演算法计算坝址处的流量，但此时要注意的是围堰修建以后，天然河道情况下的马斯京根槽蓄曲线已不适用了。具体计算方法步骤如下： 可用水力学求水面线的方法，拟定一个出流Qi，求出水面线； 利用入库站至坝址一段的许多断面图及水面线，算出相应于Qi的水面线以下的槽蓄量Si’；拟定一组Qi(i=1,2,...,n)，算出一组Si’; 根据原天然河段的实测水文资料，求出马斯京根参数x和K； § 5.6.1 围堰水情预报 2. 围堰上、下游水位预报 修筑围堰后，围堰上游天然情况下的水位～流量关系发生了变化，此时应重新建立上游水位～流量关系曲线。 根据坝址流量，可用下列公式近似推求束窄河段水位的壅高值ΔZ。 § 5.6.1 围堰水情预报 式中，Z上、Z下分别为上、下游断面水位；V上、Vc分别为上游及束窄断面平均流速；A上、Ac分别为上游及束窄处断面面积；Q为稳定流量，α为动能修正系数，取1.0～ 1.1；g为重力加速度。 § 5.6.1 围堰水情预报 采用试算法计算ΔZ，在计算时，要求具备有下游断面的水位～流量关系Q～f(Z下)，上游及束窄断面的水位～面积曲线A上＝f1(Z上)，Ac=f2(Z下)。具体计算方法步骤如下： 拟定过水流量Q，查Q～f(Z下)曲线得Z下； 由Z下值查Ac=f2(Z下)曲线得Ac，由此计算出Vc，并算出 ； 假定壅水高度ΔZ’，则得上游水位Z上=Z下+ΔZ’，由A上＝f1(Z上)曲线查得A上，计算出V上，并计算出 ； § 5.6.1 围堰水情预报 按式（5-6-1）计算壅水高度ΔZ，若计算出的ΔZ与假定的ΔZ’相符，则试算完毕，否则重新计算。 计算出各级流量的壅水高度，即可建立上游壅高后的水位～流量关系曲线Q～f(Z下+ΔZ)= f(Z上)，见图（5-6-3）。围堰下游的水位～流量关系仍是天然情况下的，即Q～f(Z下)。有了围堰上、下游水位～流量关系，便可利用前面预报的流量Q，推求出上游水位Z上、和Z下，完成围堰上、下游的水位预报。 § 5.6.1 围堰水情预报 图5-6-3 围堰上、下游的水位～流量关系曲线 §5.6.2 截流期水情预报 水利水电工程施工的截流一般是在枯季进行，枯季河水流量小，流速慢给截流施工创造了有利条件。只有预先掌握了截流期河道流量的大小，采取相应措施，施工截流才能顺利的进行 。因此，截流期水情预报是施工截流中不可缺少的工作。 §5.6.2 截流期水情预报 1.退水曲线法 在枯水预报中常把退水曲线表示成相邻时间Δt的流量的相关关系，由退水曲线方程，有 消退系数Kr随所采用的时段长而变，当相邻时间Δt取一固定时段时，相邻流量的比值则为： 式中消退系数Kr，可通过建立相邻时间流量的相关图（如图5-6-4）推求。 §5.6.2 截流期水情预报 【例5-6-1】表5-6-1为清江搬鱼咀站1972年1月枯水期的流量摘录，相邻时间Δt为2d。点绘相邻流量关系如图5-6-1。由相关分析，得相关方程 中a=0, ,则有 §5.6.2 截流期水情预报 §5.6.2 截流期水情预报 2. 前后期径流相关法 前后期径流相关法是根据流域前期径流量来预报未来的后期径流量的。该法的预见期一般较长，如10天、1个月等，可以直接预报出时段枯水径流量。图5-6-5为滏阳河东武仕站11月平均流量与10月平均流量的关系线（一年一个点子），关系很好。