水库水文分析毕业论文

摘 要:水文自动测报系统已经广泛运用到水库管理当中,本文概述了锦江水库水文遥测系统的组成和功能,结合运行维护的情况,对系统主要设备常见的问题进行了探讨与分析。关键词:水文 自动测报系统 避雷 预报 中图分类号:TV8 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0151-01 仁化县锦江水库位于广东省北部,浈江一级支流锦江河峡谷出口,属峡谷型水库,水库回水沿河谷两岸呈狭长条形,库周均为崇山峻岭。锦江河干流全长108公里,坝址上游集雨面积1410平方公里,植被良好。流域雨季明显,降雨主要集中于3～8月,占年雨量的73.5%。多年平均降雨量1660毫米,年平均降雨天数153天。总库容1.89亿立方米,兴利库容0.68亿立方米,调洪库容0.45亿立方米,季调节水库。工程效益以防洪、发电为主,属大(二)型水库。 1 系统组成及功能 目前水库共有水情测报终端10个,其中雨量遥测站5个、水位遥测站1个,水位雨量遥测站4个人,中继站1个,分别分布在库区深山地带,以无人值守的模式工作。 水情自动测报系统属于应用遥测、通信、计算机技术,完成江河流域降雨量、水位、流量、闸门开启度等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。洪水预报是防汛抗洪的重要组成部分,要求快速和准确。 系统功能是自动采集、传输和处理流域内的实时水情数据,及时反映流域区间的雨情、水情信息实况,并通过水文预报作业,掌握未来一定时间之内来水趋势,为流域内水电站的防洪、水库调度提供科学的决策依据。 2 通信终端 水文自动测报系统通信方式因遥测站与中心站之间地理环境和通讯条件的差异而不同。我们主要采用超短波通讯,离中继站远的采用GSM通信方式。 随着GSM通信技术完善和提高,系统安装调试完成后硬件上基本是很少出现问题。而困扰GSM通讯的难题就是公用通讯网络不能保障,如遇见暴风强降雨天气,可能造成面积区域停电式GSM基站子系统陷入瘫痪从而中断通信服务,而水文自动测报工作越是在恶劣天气越是必要。 东岭、塘洞、大水坝为GSM通讯方式,也是纯雨量遥测站,其余采用超短波的通讯方式。 GSM手机模块在电池电压较低的情况下,会出现掉电现象时,当电压回升后,GSM手机模块并不能正常启动,此时查看GSM手机模块顶部的红色信号灯是否闪烁,如不闪,则拔下GSM电源线,待5s以后重新插上,GSM手机模块顶部的红色信号灯闪烁则启动成功,故障解除。 锦江水库水文遥测系统除东岭、塘洞、大水坝三个遥测站,其他各站均采用TDJ-230-9定向天线。这种天线具有前向增益高、副瓣和后向辐射小、频带宽、抗干扰强等特点。天线一般情况下在户外使用,调好最佳位置后,要固定好,防止大风刮偏天线。特别要注意有源振子盒、天线馈线接头的连接和防水工作。 3 数据采集传感器 锦江水库水文测报系统主要采集雨量和水位等参数,采用翻斗式雨量计和浮子式水位计。当遥测站出现有雨量不正常时,应检查翻斗式雨量干簧管是否损坏,在断电的情况下,万用表选用电阻档,两个测试棒接到雨量计上的两个接线端,轻轻翻动翻斗,观察万用表指针是否发生转动,如果指针不动则表明干簧管存在问题,应及时起用备用干簧管或更换干簧管;检查雨量信号线接头接触是否良好;检查雨量计翻斗是否被卡死。当RTU出现有降雨时出现多记录,应检查雨量信号线接头是否有接触不良、短路等情况;检查雨量信号线是否存在破皮搭铁现象。 4 电源系统 采用太阳能电池浮充蓄电池供电,交流供电为备用电源。 当蓄电池电压达到一定值时,充电保护器自动切断充电电路;电压低时,能防止反充电,有效的保护蓄电池。但是,当充电保护器发生断路,太阳能板不能为蓄电池浮充,不能及时发现处理,就会造成蓄电池放电亏损。 为了解决这一问题,我们每个遥测站都安装了电源模块,对蓄电池的电压进行检测,采集到的雨量和水位数据以及蓄电池的电压,一并发回中心站,为延长蓄电池的使用寿命提供了保障。 而中继站的蓄电池电压是没有监测的。离中继站远些的遥测站一个或多个通讯不正常,中心站电台收发的声音伴有沙沙声时,一般是中继站供电电压过低。 5 避雷系统 直击雷主要表现直接击中室外高处的物体,如室外的通讯天线,雨量计,太阳能电池板架空的电源线和信号线;感应雷影响主要是由于雷电的发生,发生电磁感应,天馈线、信号线、电源线及其它导电体内将产生感应过电压,危害到设备的安全。 采用超短波通讯的测站,对防雷措施尤为重要,特别是中继站一般设在位置较高的山上,并且架设在钢塔顶部,存在极大的引雷隐患。 锦江水库水文遥测系统经过2005年的升级改造后,没有出现因为雷击使设备遭受大面积的损坏。系统RTU由原来的单片机换成PLC,运行更加可靠;各超短波通讯的测站,避雷系统加装了馈线避雷器;调节避雷针的高度;调整避雷针与天线的距离;增加地网的铺设,使地网的建设标准全面达到接地电阻≤4Ω。测站的防雷水平得到了有效的提高。 6 洪水预报 库区上游降雨量、支流水位测报以全天候自动测报为主,人工观测为辅。预测洪峰入库时间;暴雨中心在长江或城口洪峰入库时间为5h～6h;预测洪峰流量;利用降雨量与洪水水量关系曲线预报一天、三天、七天洪水总量。多年来我们根据自动测报数据进行水文预报提前泄洪或提前加大泄洪流量,降低库水位的方式进行调洪,调洪效果理想。 系统建成投入使用后,水文工作效率大大提高,为水库的防洪渡汛和水库调度提供了重要依据,为防汛部门采取积极有效的防洪减灾措施提供了可靠的信息,使下游1.26万人口、1.2万亩农田、十多亿元人民币固定资产减轻或免遭洪水的危害。 参考文献 [1] SL61-2003,水情自动测报系统技术规范[S].水利部. [2] SL-61-94,水文自动测报系统规范[S].水利出版社,2001. [3] 冯讷敏.水文仪器设备实用维修手册[M].河海大学出版社,2005.

小型水库溢洪道设计中存在的问题及对策工学论文

摘要以工程实例为分析资料,总结小型水库溢洪道设计中出现的问题,并提出有效的处理措施,以为水库安全提供参考。

关键词小型水库;溢洪道设计;存在的问题;对策

溢洪道在我国水利工程建设中是最为常见的建筑,在工程项目中能够发挥出排除水库存超蓄洪水的作用,使得水库在汛期泄洪期间处于安全状态。从完整的工程状况看,溢洪道设计的好坏能够直接影响水库的安全状况。

1调研概况

某市现有水库188座,其中32座小(一)型水库,156座小(二)型水库。在勘察水库时对各个水库出现的安全问题进行详细地检查分析,总结小型水库存在的问题及修整的方法。研究调查的结果显示,该市的水库中共存在45座病库和37座险库。面对存在的诸多问题,应给予足够的重视,对导致问题的原因进行分析,并拟定有效的处理措施。否则,不但建筑工程发挥不了应有的作用,还会引起诸多的安全事故。技术人员在检查水库运用状况时,对溢洪道的安全问题进行详细的调研,以保证其使用的安全性。

2小型水库溢洪道设计出现的问题

2.1溢洪道进出口段与坝身距离短

检查中发现有较多的小型水利工程的溢洪道进出口段与坝身的间隔距离存在一定的问题[1],主要是间隔过短,坝肩和溢洪道只有单薄的山脊互相隔离。当进口段没有使用相应的保护措施时尤其是护砌措施,泄洪后则会引起冲刷,给坝肩的安全造成巨大的伤害[2]。

2.2溢洪道设计尺寸较小

在设计小型水库时常常要考虑到工程的资金消耗,而又必须要使得设计达到建筑工程的标准,在资金和标准的双重压力下,很多设计师常常会将设计尺寸进行改动,缩短尺寸大小,随之引起参考的洪峰与洪量等洪水数据发生异常变化[3]。这些造成溢洪道设计的尺寸也相应减小,在建筑的岩体出现风化坍落后,发生泄洪渠淤积的概率则大大增加,让水库泄流难以正常进行。

2.3溢洪道平面弯道半径大小不稳定

平面弯道半径对溢洪道在设计而言,是一个隐藏的不稳定因素,随着时间的变化,收缩忽小忽大,对于泄流的完成起阻碍作用。在遇到溢洪道陡坡段布置发生异常后会被弯道流态、流势等因素干扰而出现变动,最终带来的结果是出现两岸的水面差,造成凹岸的水面壅高,很容易造成下游衔接的平直段内出现折冲水流,大大削弱泄流的能力。

2.4水力设计方法不合理

设计者在溢洪道的设计过程中没有从专业的角度出发,研制出科学的设计方案,这就让设计结果与方案难以达到实际工程的需要,水力设计方式不合理会给工程项目造成很大的阻碍。

2.5溢洪道陡坡比降过陡

陡坡比降过大对于溢洪道设计是极为重要的问题。部分溢洪道被设置在非岩性的山坡之上,其底部难以采取科学的反滤衬砌,一旦渗水后很容易出现滑坡现象,这会大大降低建筑结构的稳定性。

3处理小型水库溢洪道设计问题的有效措施

3.1在溢洪道设计中合理地调整布局

在设计小型水库的溢洪道工程过程中,应该坚持实事求是的原则,充分考虑到工程所在地的地形、地貌、环境等相关因素。从而对整个工程布局进行适当的调整,以保证设计结果达到标准要求。

3.1.1控制段。设计时需将泄流维持在均衡状态,让进口水流垂直于控制段的建筑物,并根据具体的情况与泄流要求,对宽顶堰或断面堰合理安排,而堰的宽度大小需参照允许单宽流量进行调整。

3.1.2引流段。为使得引流能够顺利进行,通常设计时将其作为喇叭口是最佳效果,并尽可能的控制住损失大小,保持长度在有效状态。

3.1.3消能工。选择多级跃水或溢洪道末端跃流时需保持泄流方向远离坝脚距离≥100~150 m。对非岩基而言,最为普遍的.方法是进行地段处理,并把消力池安置在末端处。对泄流量很小的情况,应该利用消力坎的方式进行。遇到远驱式水跃后要从多个角度避免出现冲刷现象,这就需要采取差动式消力坎的方案[4]。在岩基上,当溢洪道的尾端存在较陡的边坎,通常使用挑射消能是最有效的方法。

3.1.4泄流段。泄流段常采取直线布置方法,这就在避免弯道与设置扭坡中发挥了重要的作用。在设计纵断面过程中必须以现实的地质为基础,对缓坡、陡坡或多级跃水等情况做出科学的选择。

3.2各结构的计算

3.2.1消力池底板厚度满足抗浮标准。因为底板周围的边界存在约束作用,使得滑动现象较为普遍,这就需要采取有效的措施进行抗浮。抗浮力的方式主要是对底板的浮重、水重进行计算,控制抗浮安全系数≥1.3~1.5,则为安全。

3.2.2陡坡护砌厚度满足滑动安全标准。抗滑的安全系数在≥1.3~1.5范围,则为安全。

3.2.3挑流鼻坎的尺寸满足各种稳定需要。在计算时需要结合力学方法进行,抗滑安全系数为≥1.3~1.5,抗倾安全系数≥1.5。并对形成的合力进行计算,保持最大和最小应力比值在≤3~5之间,以防止出现沉陷[5]。

4结语

总而言之,针对小型水库溢洪道设计中存在的问题采取有效地处理措施是必不可少的工作,这不仅使水利工程使用功能得到有效发挥,在拟定处理方案时应该对地质构造、水文资料做好处理,这样才能保证工程的功能得到发挥。

5参考文献

[1] 王亚东.勃利县九龙水库溢洪道数值模拟试验分析[J].黑龙江水专学报,2007(4):89.

[2] 夏连富,江新春.小型水库溢洪道基础抗冻措施[J].水利科技与经济,2008(6):493.

[3] 陈芳.水库溢洪道设计计算的探讨[J].水利科技与经济,2009(7):568-569.

[4] 马丹.水库溢洪道除险加固工程设计思路[J].水利科技与经济,2010(2):157-158.

[5] 郝成东.增城市山角水库溢洪道水力计算[J].黑龙江水利科技,2010(2):77-78.