[发明专利]一种基于高滩高槽的多沙河流水库防洪高水位确定方法

说明书

本发明提供了一种基于高滩高槽的多沙河流水库防洪高水位确定方法，包括如下步骤：采集与准备设计计算相关的水文资料；根据采集的水文资料，判断目标河流是否属于多沙河流；若属于，设计计算对应水库底部泥沙淤积的高滩高槽形态，所述高滩高槽形态包括：纵剖面形态和横断面形态；根据水库设计洪水过程线和下泄流量过程线确定所述水库的防洪库容；基于设计计算的高滩高槽形态，计算所述水库的水库库容；根据计算的所述水库库容，绘制水位库容曲线；根据水位库容曲线确定所述防洪库容对应的水位即为防洪高水位。该技术方案便于依据水库泥沙淤积状态即高滩高槽形态进行防洪高水位确定。

技术领域

本发明涉及多沙河流水库水位技术领域，特别涉及一种基于高滩高槽的多沙河流水库防洪高水位确定方法。

背景技术

根据《中国水利统计年鉴》数据显示我国水库数量呈逐渐增长趋势，截至2019年我国已建各类水库约9.8万座，水库总库容约9000亿m³，有效提高了防洪抗旱保障能力，发挥了巨大的综合效益，为我国经济社会发展做出了重要贡献。我国北方大多数河流为多沙河流，由于水库拦截作用水库内水流速度降低，大量泥沙在水库底部淤积导致水库有效库容减少。目前，我国已建水库库容正在以1％左右的速度不断减少。据不完全统计，黄河流域260座大中型水库总库容384亿m³，淤损库容125亿m³，占总库容的32.6％。近年来多沙河流水库由于泥沙淤积导致有效库容减少的问题突出，例如三门峡水库建成不久就因泥沙淤积严重而被迫进行多次改建。出现上述问题的原因是水库设计时未充分考虑多沙河流泥沙淤积的影响，这不仅导致水库原有设计功能无法实现，也对上游滩区居民带来巨大威胁。因此，在多沙河流水库防洪水位确定时应更加充分地考虑多沙河流泥沙淤积特点从而合理确定防洪水位线。

为保证水库在洪水来临时有足够的防洪库容，水库设计时一般在防洪限制水位之上根据下游防洪任务测算确定水库防洪水位，主要包括校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位。但是，多沙河流水库在实际运行过程中由于泥沙淤积将会呈现三种状态即高滩高槽、高滩中槽、高滩低槽，其中高滩高槽淤积面已经超过了防洪限制水位，防洪限制水位以上的部分库容被泥沙淤积侵占。因此，基于防洪限制水位计算的水库库容偏小，从而得到的防洪水位线可能偏低，这对于滩区居民将是巨大的安全隐患。为解决此问题，大量研究者从排沙角度优化排沙手段以减少泥沙淤积来恢复水库有效库容，但针对多沙河流泥沙淤积对水库水位设计影响的研究却很少。该发明专利考虑泥沙淤积的最不利情况，基于高滩高槽确定水库防洪高水位，从而解决泥沙淤积考虑不足导致防洪水位线设计过低的问题。

经检索发现：专利号CN110348600A公开了一种防洪库容效益最大化的库容分配方法，建立水库群防洪效益最大化目标函数求得各个水库最优库容，以保证各个水库之间安全有效运行。专利号CN111121718A公开了一种水库库容和淤泥量精确检测系统及测量方法，采用载人船携带GPS-RTK装置、浅地层剖面仪、电子罗盘及航向纠正系统测量获取水库库容和泥沙淤积量。专利号CN102852114B公开了一种水库泥沙淤积的计算方法，主要结合水库地形资料分析得到各断面泥沙淤积高程，从而快速推算水库某淤积水平年的淤积地形和淤积量。专利号CN105089003B公开了一种水库调洪计算方法，采用积分解析法推导水量平衡微分方程获得水库调洪计算的通用方程，与传统的迭代法和龙格库塔法相比，分别节约计算时间约70.7％和34.4％。专利号CN111350162A公开了一种高滩深槽水库坝前恢复库容的挖槽设计方法，沿河道主槽方向在河道主槽外的高滩上平行设置挖槽，以实现蓄水排沙功能。专利号CN210166015U公开了一种防洪水位报警器，重点对报警器探头和导线的连接处进行了保护，避免了探头损坏导致的报警器失效。专利号CN208704846U公开了一种防洪水位检测装置，该装置可以同时测量水位高度和水流速度，从而发出洪水预警。专利号CN207571602U公开了一种智能型低压防洪水位控制系统，该专利在洪水来临时快速响应并迅速断开电力供应，最大限度保障人身的安全。

发明内容