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水利水電工程對水文測驗工作產生影響主要是通過開發破壞原始狀態,致使水文測驗所需要的相關數據受到了破壞來達到目的的。但水電工程對水文測驗的影響有多大,可以通過水庫的回水量來測量和分析。本文以浙江湖州的其中一個水文站受新改建的電站工程的庫區回水影響情況作為研究對象。該水文站在要建設的電站的上游方向,距離電站大約有9.0km。水文站建站已有40年,級別是國家一類水文站,它在水文測驗方面不論是設施還是項目都非常完備,集水面積有7012km2。而電站則已建站37年,攔河壩的高程原來是120.50m,大壩的高度是8.0m,裝機容量是4×125kW,2011年水電站進行了技術方面的改進,改建后的大壩的高度是9.8m,壩頂高程是118.00m,裝機容量也改為了3×500kW。
1.1水電站對水文測驗的影響和回水計算結果
從大壩位置到水電站尾水處,庫區的回水距離大概是12kW,一共布設了13個斷面,斷面之間的差距大約在398~1700m之間,在這里本文采用伯努方程式來計算回水水面曲線。伯努利微分方程是形式如y′+P(x)y=Q(x)y^n的常微分方程。在此基礎上算出各種情況下的洪水回水線和正常情況下的蓄水位的回水線,然后根據這個來推算出受回水影響后水文站的水面比降。
1.2回水后的糙率計算
該水文站受到大壩的回水的影響后,根據回水計算的水面比降以及水文站2000年實際測量的大斷面的結果,可以計算出水文站的各級水位及其所占的大小面積,水位~水利半徑。在水電站改建并增加了它的大壩高度之前,從水文站的水位流量關系來看,中部和低部的水位流量還是處于平衡穩定的狀態,而中部和較高處在受到洪水漲落之后,影響比較大。在加大了大壩的高度之后,水位流量受到回水頂托的影響,其關系有了很大的變化。具體。水文站在受到大壩回水頂托的影響之后,其各級水位計算流量的比較結果。從1975年和1989年的歷史洪水調查中,可以看到水文站到大壩在大洪水的落差都大于1.63m以上,大壩工程改建之后,測到的實際落差則為30.53m。由此可見水文站受大壩回水頂托影響是比較大的。
2水電工程對水文測驗的影響分析
從上述的結果來看,這幾年我國大力發展的水利水電工程對于水文站的測驗工作還是有很大影響的,受回水頂托的影響,水文站的測驗工作加大了難度,準確性也沒有以前那么高了。除此之外,水電工程對水文站的測驗工作帶來的難度還有河沙量的改變等,具體影響如下文所述。
2.1水電工程改建次數比較多
隨著科學技術和經濟水平的發展,還有環境、社會生活的需要,我國的水電工程在不斷的改建,在重建的過程當中,為了適應需要而人為的改變了原來的河道的流量,水文測驗工作難以跟隨水電工程改建的速度而改變測量,使得水文測驗變得不精確。另外,頻繁的改建工作讓河流水道的水位和水流情況都變得復雜起來,快速的變動讓水文測驗的工作人員沒有辦法在最后的測量時機了進行測量。而且水電工程的建設勢必會使水文站斷面中的河沙淤泥嚴重堆積,致使工作人員很難找到可以準確反映河流水道的整體的水文情況。
2.2建在水文測驗站下游的水電工程還會造成回水的問題,如上述工程則是如此
回水會讓水文斷面位置處于被開發的狀態,原始狀態的破壞,會使垂線平均的流速與側電流速之間關系的穩定性,工作人員因此很難做到對整個水文測驗的整體把握,這樣一來自然會讓測驗資料出現不準確的情況。如果水電工程建在水文測驗站的上游,就容易使得水文和水位的變化差距太大,且過于頻繁,對于水文測驗工作也有很大的影響。
2.3西水東調、城市景觀引水
使得水電工程還在大力發展之中,這也會影響到河流水道原來的水流量。大量水電工程的建設使得河流的低、中、高不同區域的水位流量變化差異太大,加大了水文測驗的難度。另外,在城市、鄉村的建設過程中,免不了有道路、大橋等會穿越河流,破壞了河流水道最開始的狀態,水文測驗也因此受到了阻礙。而且相關建設人員在工程建設中不注意環保,將建設過程中不需要的淤泥河沙都倒入河水中。
2.4設備的改變致使水文測驗工作受到影響
隨著科學技術的發展,現代的水電工程大力快速的建設之中,這樣一來,水文站就會受到影響,甚至要遷移,這就需要水文站不斷的改變原來的工作方式方法,增加新的設備以跟上水電建設的節奏。如此一來就會使得水文測驗工作原來的計劃被破壞,不得不停下來做新的工作計劃。另外,水文測驗工作還很容易面臨索賠和缺錢的問題,致使水文測驗工作難以得到進一步的提高。
3水文測驗應對水電工程建設的策略
3.1水電工程頻繁改建
對于水文測驗工作帶來的不僅僅是搬遷、索賠的問題,還有難以及時了解到相關信息,致使測驗工作難以進行。所以,為了提高水文測驗工作的順利進行,便于工作人員快速及時的搜集到最新的資料,相關的部門應該配合其工作,在資金上給予水文站大力的支持,另外,可以制定相關的政策,規定水電工程在建設和改建的時候應該主動將相關的信息提供給水文站。
3.2水電工程的大力建設
讓水文站的測驗工作難度大大提高,除此之外還面臨著索賠、搬遷和重建的問題,這時候很容易使測驗工作中斷甚至無法進行,所以需要其他部門的支持,比如輔助觀測站。在確定搬遷或者改建之后,相關部門可以在調查之后,增加一些相關的輔助站和調查點,并給以相關的設備支持,讓其收集相關的流域內的雨量,水文測驗工作人員在此基礎上可以根據相關計算進行分析研究,這樣一來可以在一定程度上提高水文測驗工作的準確性。
3.3水利水電工程大力開發建設
雖然給社會和人民帶來了許多益處,但頻繁的新建工作和改建工程,讓水文站受到越來越大的影響,水電工程在放水、蓄水的同時,河流水道的流速、水位都處于快速變化的過程之中,但相關的水文測驗設備卻無法跟上其變化的速度,普通的測驗設施和儀器都無法圓滿完成對水文工作的測驗,導致測量的結果存在的誤差非常大。所以,工作人員不僅要在資金和法律上支持水文測驗工作,在科技上也要支持水文測驗工作。穩定水文網,研發或者引進國外先進的水文測驗設施和儀器,讓水文測驗的技術跟上水電建設的速度,才能減少水電工程對水文測驗帶來的影響。
4結束語
隨著社會的進步,經濟的發展和時代的需要,建設水利水電工程是必不可免的,但水文測驗工作也關系到準確反映河流的相關問題,對于避免洪水等自然災害的發生有關鍵的作用。所以,在發展水電工程的同時,還要仔細調查分析水電工程建設對水文工作的影響,并積極探討出應對的策略,才能真正使水電工程利國利民。
作者:張斌 劉文龍 單位:浙江省湖州市水文站,