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水利工程基础科学
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探求水利工程防洪措施

发布时间:2017-03-16  来源:


一、水利工程的防洪措施

1.利用水库进行洪水调蓄

(1)水库调节洪水的主要方式

  水库,一般被解释为调节水流和拦洪蓄水的水利工程建筑物,其可用作发电、灌溉、养鱼和防洪等。是在河流或是山沟狭口处建造的拦河大坝所形成的的人工湖泊。有时自然湖泊也被称为水库或是自然水库,其规模常按库容的大小被分为大型、中型、小型等。水库是我国在防洪工程中广泛采用的措施之一。其方法是在防洪区的上游河道的适当位置,建设能够储蓄洪水的综合型水库。利用其库容拦蓄洪水,消减流入下游河道的洪峰流量。水库对洪水的调节方式主要有两种,一种是蓄洪作用,另一种为滞洪作用。其蓄洪作用的运用,是在溢洪道未设置闸门的情形下,在水库的管理运用阶段,在汛期前,将水库的水位降到该水库的限制水位,并使水库的限制水位低于溢洪道堰顶的高程,限制水位到溢洪道堰顶高程间的库容,便能起到蓄洪的作用。若是溢洪道设有闸门,水库能起到更大的蓄洪作用。通过改变闸门的开启度来调节下泻流量的大小。在闸门的控制之下,水库的防洪限制水位可以高出溢洪道堰顶,具有蓄洪和滞洪的双重作用。滞洪是指使洪水在水库中重视停留。在水库的溢洪道上没有闸门控制机的情况下,当水库的蓄水位和溢洪道堰顶高程齐平时,水库能起到暂时滞留洪水的作用。

(2)水库对洪水的调蓄作用

  总体而言,水库的防洪应兼顾水库的上下游。充分考虑到上游周边的人民生活和工农业的生产发展,对其库内的蓄水高度应加以控制。其下游泄洪量的大小应结合下游河道的安全进行考虑。若是一个流域中建有多个水库,可以将其进行联合使用,发挥干支流补偿和错峰的调节作用。此外,水库除了防洪还具有兴利的作用。防洪要求有更多的库容来接纳洪水,兴利则要求更多的蓄水量来满足农田水利要求。所以,水库在防洪过程中,还应兼顾上下游的要求,拦截部分的洪水,将其转化成可利用的水资源,以供非汛期时使用。这便需综合考虑当地的水文情报、气象预测,制定出科学合理的方案。

2.利用水闸控制洪水

(1)水闸控制洪水的应用设计

  水闸在水利工程中的应用极为广泛,可建在水库、河道、湖泊等地区。关闭闸门,能够挡潮、拦洪、蓄水,以此抬高上游水位,满足上游通航或是取水的需要。开启闸门,则具有排涝、取水、冲沙、泄洪的作用,同时也能根据下游的用水需要来进行流量的调节。水闸的设计和使用应综合考虑闸槛高程和闸址的选择,注重对水力、防渗排水河整体结构的设计。对于闸槛高程和闸址的选择,应根据其所负担的应用要求和任务,结合地质、地形、施工、水流、管理等各方面的因素进行全面的考虑。一般闸址应设在场地开阔、水流平稳、地基坚硬、河床稳定的河段。闸址高程的选择,应当和过闸单宽流量相适应。在水力设计方面,应根据过闸水流的形态和水闸的应用方式,按照水力学的公式计算过流的能力,并对闸孔总净宽度加以确定。结合河床的地质条件和闸下水位,确定其消能方式。大部分的水闸采用水跃消能,经水力的计算,确定消能防冲措施的布置和尺度。对于大型水闸的水利设计,应做水利模型的实验验证。在防渗排水的设计上,应结合地基条件和上下游的最大水位差进行考虑,并参考具体的共成交时间经验,确定地下轮廓线的布置。在其结构的设计上,根据地质要求和援用要求,确定其闸门形式和闸室结构。对作用在水闸上的组合和负载进行分析。计算翼墙和闸室等的抗滑稳定计算。

(2)水闸对洪水的控制作用

  水闸是一种低水头的水工建筑物,具有泄水和挡水的作用,按照水闸排涝防洪的作用可将其分为节制闸、分洪闸、挡潮闸和排水闸。节制闸主要用以调节上游水位,满足兴利的需要。在汛期,开闸泄洪,使得上游的水位低于防洪限制的水位,同时也能对下泄洪水的流量进行控制,保证其低于下游河道的安全泄量。分洪闸是分泄河道洪水的水闸,若下游河道的安全泄量被上游河道的洪峰流量超过,下游的农田和城镇将会受到损害,为了对其保护,可将部分的洪水经分洪闸泄入预定的湖泊洼地,也可将洪水分泄入水位较低的临近河流。挡潮闸主要是设于感潮河流的河口,以防止海潮倒灌的水闸。在涨潮时,潮水水位高于河水水位,应关闸挡潮;在汛期退潮时,潮水的水位低于河水的水位,应开闸排水。排水闸是排泄洪涝水的水闸,通常指的是洪涝地区向江河排水的水闸。当堤外的江河水位低于堤内的洪涝水位时,应开闸排水,减少洪涝灾害造成的损失,若是外河水位高于堤内的水位,则应关闸挡水,避免河水倒灌。

3.修筑堤防进行水流约束

  堤防是指沿渠、湖、河、海岸或是分洪区、行洪区、围垦区边缘修筑的挡水建筑物。筑堤是预防洪水放滥,保护工农业生产和居民正常生活的主要措施。河堤能够有效的约束河水,并将洪水控制在行洪道内,使同等水量的水深加深,增大行洪的流速,对泄洪排沙具有一定的作用。按照修筑位置的不同,堤防可分为湖堤、江堤、海堤、水库等,按其功能可分为子堤、行洪堤、放浪堤和围堤等。堤防在防洪中具有重要的作用,能够约束河流,提高河道的泄洪排水能力;抵御海潮和风浪,避免风暴潮进入陆地;制约洪水的放浪程度,保护河堤两岸人民的正常生活。河道作为泻出洪水的主要通道,其泄洪能力的提高对当地的防洪措施具有主要作用,尤其是对于平原地区具有重要的作用。堤防的修筑在这里,显得更为重要。其建设一般跟河道治理相结合,例如,在加大河道泄洪能力的同时,必然会对堤防进行加固,巩固堤防的同时,需要进行险工段的防护工程和对河道的流势进行控导。

4.利用蓄滞洪区减轻河道的行洪压力

(1)蓄滞洪区的分类

  蓄滞洪区作为防洪体系中的重要组成部分,具有保障重点防洪安全,减轻灾害的作用,可分为分洪区、行洪区、滞洪区和蓄洪区。分洪区是使用湖泊洼地修筑的围堤;行洪区指的是位于河岸大堤之间或是天然河道几两侧,在发生大洪水时用来宣泄洪水的区域;滞洪区是具有调节洪水性能的作用,其容量对河段分洪的洪水具有削减洪峰或是短期直流洪水的作用;蓄洪区是指暂时用于蓄存河道分泄的超额洪水,待防洪情况合理的情形下,在将其排泄到区外。蓄滞洪区主要是用于保护重点地区的防洪安全,可将有条件的地区开辟成蓄滞洪区。蓄滞洪区的启用具有一定的条件限制,若是重点保护区的防洪安全受到威胁,应按照调度的权限,依据防御洪水的调度方案执行防洪任务。蓄滞区在启用前应做好准备工作,具体的包括明确蓄滞洪区使用的调度程序,准备好进洪闸口和分洪口门的开启准备。

(2)蓄滞洪区对减轻河道压力的作用

  一般大江大河中下游的两岸都有洼地湖泊与江河相通,在洪水期洪水漫溢的时,湖泊洼地便会起到降低河道水位、减轻洪水对下游威胁、自然滞蓄洪水的作用。为了能够更为有效的发挥湖泊洼地防治洪水的作用,大多的河流流域都使用围堤把大部分的沿岸湖泊洼地与河道分离开来。将其建成分洪、蓄滞区,以此来见轻河道的行洪压力。当水位到达一定的高度时,采取水闸控制分洪、自流分洪或是利用人为分开等措施,使河道的行洪压力得到缓解。一般情况下,利用分洪区和蓄滞区用于减轻河道压力的使用机会不是很多。在人口快速增长,经济快速发展的情形下,各类的自然灾害增多的情况下,洪涝灾害也随之增多。但由于不经常使用分洪区和蓄滞洪区,在需要时,便会导致措手不及的情况存在,给分洪造成了困难,同时也带来了巨大的损失。因此,分洪工作的顺利开展,还需要诸多的非工程措施相配合,方能使分洪区和滞洪区发挥更大的作用。

5.排水系统的应用

  用于排除排除洪涝积水的排涝工程科分为机电排水工程和自排工程两类。机电排水工程主要用在洪涝积水无法自排到容泄区时,在合适的地点修建排水站,利用机电来排水。自排工程也即自流排涝工程,主要形式为排水沟和河道,其容泄区的选择可选择地势较低的江河。

二、结束语

  水利工程防洪措施的制定和实施不仅需要技术的支持,人的组织领导也极为重要。因此政府的相关部门应做好这方面的领导工作,根据当地的实际情况,制定相应的防洪应急方案,做到未雨绸缪,最大程度的减少人民的生命财产损失。同时,人们在日常的生活中也应注重环境保护和合理运用资源。避免应人祸而造成的重大损失。在传统的防洪措施的基础上,结合现代科技进行综合利用,使水利工程防洪系统更为完善。



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