理论教育 如何设计洪水和标准?

如何设计洪水和标准?

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:工程设计中,如何选择对设计的水工建筑物较为合适的洪水作为依据,涉及一个标准问题,称为设计标准。目前在防洪安全设计工作中,仍然只能采用统一规定的洪水频率作为标准。GB 50201—94根据工程规模、效益和在国民经济中的重要性,将水利水电枢纽工程分为5等及5个级别,其等别见表6-1和表6-2。

如何设计洪水和标准?

水利水电工程设计时,为了建筑物本身的安全和防护区的安全,必须按照某种标准的洪水进行设计,这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水,包括洪峰流量、洪水总量和洪水过程线三部分。如果设计洪水定得过大,工程安全所承担的风险小些,但由于工程规模过大,造价增加很多而不经济;反之,如果设计洪水定得太小,虽然工程造价降低了,但工程遭受破坏的风险却增大了,因此,合理分析计算设计洪水是正确解决工程规划设计中安全与经济矛盾的重要环节。

工程设计中,如何选择对设计的水工建筑物较为合适的洪水作为依据,涉及一个标准问题,称为设计标准。所谓设计标准就是工程遭受破坏的风险。设计标准原则上可以通过投资与效益的综合经济分析来选定。然而,由于洪水年年不同,年际变化具有明显的随机性,也就是说我们不可能确切地知道今后工程运行期间将要发生多大的洪水;另外在进行经济分析时,工程失事后的许多间接损失及人员伤亡的经济价值等很难估算,因此如何确定设计标准,使工程既经济又安全,一直是要研究的问题。目前在防洪安全设计工作中,仍然只能采用统一规定的洪水频率作为标准。水电部于1978年颁发了SD 112—78《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)(试行)》,通过十余年的工程实践经验,结合我国国情,水利部又同有关部门于1994年共同制定了GB 50201—94《防洪标准》作为强制性国家标准,自1995年1月1日起施行。GB 50201—94根据工程规模、效益和在国民经济中的重要性,将水利水电枢纽工程分为5等及5个级别,其等别见表6-1和表6-2。

表6-1 水利水电枢纽工程的等别

注 1.总库容系指校核洪水位以下的水库静库容。
2.分等指标中有关防洪、灌溉两项系指防洪或灌溉工程系统中的重要骨干工程。
3.灌溉面积系指设计灌溉面积。

表6-2 水工建筑物级别划分

注 1.永久性建筑物系指枢纽工程运行期间使用的建筑物,根据其重要性分为主要建筑物和次要建筑物。主要建筑物系指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物,如坝、泄洪建筑物、输水建筑物及电站厂房等;次要建筑物系指失事后不至于造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物,如失事后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。
2.临时建筑物系指枢纽工程施工期间使用的建筑物,如导流建筑物等。

水利水电工程建筑物的设计标准取决于建筑物的等级,并分为正常应用(设计标准)和非常应用(校核标准)两种情况。按正常运用的洪水标准算出来的洪水称为设计洪水,用它来决定水利水电枢纽工程的设计洪水位、设计泄洪流量等(表6-3)。(www.daowen.com)

表6-3 永久性水工建筑物正常运用的洪水标准

当河流发生比设计洪水更大的洪水时,选定一个标准,称为校核标准,要求建筑物不得被破坏,但允许一些次要建筑物被损毁或失效,这种情况称为非常运用情况(表6-4)。校核洪水大于设计洪水,但工程设计时,对于两种情况采用不同的安全系数和不同的超高,有时设计洪水反而控制建筑物的尺寸,所以设计计算时一般应考虑两种标准的洪水。

表6-4 永久性水工建筑物非常运用的洪水标准下限值

设计永久性水工建筑物所采用的非常运用洪水标准,按下述原则确定。

1)失事后对下游造成较大灾害的大型水库、重要的中型水库以及特别重要的小型水库的大坝,当采用土石坝时,应以可能最大洪水作为非常运用洪水标准;如采用混凝土坝、浆砌石坝时,根据工程特性、结构型式、地质条件等,其非常运用洪水标准较土石坝可适当降低。

2)失事后对下游不致造成较大灾害的水利水电枢纽工程的大坝和其他影响水库安全的水工建筑物,其非常运用洪水标准应根据工程规模、重要性及基本资料等情况,按不低于表6-4中规定的数值分析确定。

3)水利水电枢纽工程中不影响水库安全的建筑物,如引水式、坝后式水电站的厂房等,其非常运用洪水标准可较表6-4规定数值适当降低。

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