基本介紹
- 中文名：壩高
- 外文名：dam height
- 學科：土木工程
- 定義：壩基的最低點至壩頂的高度
- 有關術語：大壩
- 領域：水利工程
簡介,壩高有關影響分析,大壩,壩高設計有關因素,設計洪水,庫容,
簡介
壩高簡單來說是指壩基的最低點至壩頂的高度。壩高是水利工程等級劃分中一個重要環節，如在劃分水庫工程等級時，《防洪標準》 (GB50201—94)以擋水建築物的擋水高度15 m、 上下游水頭差 10 m 為界，將防洪標準分為平原、 濱海區和山丘、丘陵區， 前者標準低於後者。水利水電工程等級劃分及洪水標準》 (SL252—2000)和《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》 (DL5180—2003)將壩高作為提級指標， 對於超過一定壩高的大壩，前者規定其級別可提高一級， 但洪水標準可不提高， 而後者則要求洪水標準相應提高。另外，兩個規範中各級別壩高指標值不同，後者高於前者， 存在一定的矛盾。
壩高有關影響分析
高壩、超高壩建設是水資源綜合利用和水能資源開發的需要。對既承擔下游防洪任務，又承擔其他水利、水電開發任務的綜合利用型高壩水庫，其失事不僅影響當地經濟社會的發展，還意味著對當地生態環境的破壞，甚至造成巨大生命財產損失。我國規定壩高70 m 以上為高壩，壩高30 ～70 m 為中壩，壩高30 m以下為低壩。在其他條件相同情況下，壩高與壩址潰壩洪峰流量有直接關係，大壩越高，壩址潰壩洪峰流量越大，反之，洪峰流量越小。庫容則反映潰壩時潛在的洪水總量，庫容影響著潰壩洪水洪峰流量向下游演進的衰減程度， 庫容越大，洪水總量越多，潰壩洪水洪峰流量向下游演進的衰減程度越低，其影響範圍越廣、損毀程度越高。一般而言，壩高越高、庫容越大，潛在風險也越大。屬同一等別庫容相當的兩座水庫，壩高越高，相應壩前水深一般越大，大壩失事風險越高，而且大壩失事後產生的垮壩流量也越大。當然也存在壩高很高，但庫容很小，或庫容很大，壩高很小的水庫，這樣的水庫潛在風險不一定大。從某種程度上說，考慮高壩的壩高因素，可以反映壩工建設水平以及人民民眾對生命財產安全及生態環境保護的更高要。 而現階段我國水庫工程等別主要由庫容確定，對此，有學者建議將壩高列為等級劃分的主要指標。
大壩
也稱水壩，是建築在溪流、河流和河口的屏障，用來防止洪水泛濫、生產水力發電、儲水作飲食或灌溉之用。在河流中上流建造的短距離人工高聳河堤作用主要功能並非防止水患，而是為了集結河水，把水匯集在堤，將河谷淹沒後形成水庫，現代的大壩主要有兩大類：土石壩和混凝土壩。簡言之，堤壩之興建與水庫作用與原因相似，都是為了集結水源，而用意一般如下：灌溉、供水：為附近的地區提供自來水及灌溉用水。發電：利用水壩上的水力發電機來產生電力。防洪：運河系統的一部分。堤壩一般都建於狹窄的谷地，因為兩岸的山坡可以作為水庫的天然圍牆，而大壩的長度也可大大縮短。興建之前，將被水淹地帶的民居和古蹟需要被移到其他地方。按壩的受力情況分為：重力壩、拱壩、支墩壩。重力壩：利用壩體自身重量來抵抗上游水壓力並保持自身穩定。拱壩，在平面上呈凸向上游的拱形擋水建築物，藉助拱的作用將水壓力的全部或部分傳到河谷兩岸的基岩上。支墩壩，壩體傳導壓力至支墩、基座乃至地面，藉以抵抗水壓。
壩高設計有關因素
設計洪水
設計洪水，為防洪等工程設計而擬定的、符合指定防洪設計標準的、當地可能出現的洪水。即防洪規劃和防洪工程預計設防的最大洪水。設計洪水的內容包括設計洪峰、不同時段的設計洪量、設計洪水過程線、設計洪水的地區組成和分期設計洪水等。可根據工程特點和設計要求計算其全部或部分內容。現代設計洪水的計算方法，基本上有兩種途徑：從流量資料計算設計洪水 當具有較長期的實測洪水流量資料(一般不少於20年)和歷史洪水的調查考證資料時，可以用頻率分析方法，統計年最大洪峰流量和不同時段年最大洪水總量進行頻率計算。計算步驟是：①整理基本資料：蒐集和審查設計流域及其鄰近地區一切可以利用的洪水資料，調查和考證有關歷史文獻，以確定歷史特大洪水的量級及其重現期，然後根據該流域的實測、插補和調查的全部洪水資料，進一步作洪水系列的一致性和代表性的分析，提出對基本資料的正確評價。如果在系列統計時間範圍內，設計斷面以上的工程情況已發生變化，且對實測洪水產生影響，應按統一的工程情況用適當的計算方法修正洪水系列。②頻率計算分析：對於經過審查的洪水資料(洪峰流量或洪水總量)，首先用矩法統計參數(包括均值、變差係數)，再以經驗頻率點據，用適線法調整其統計參數。其稀遇頻率部分， 由於稀遇洪水往往大於實測洪水的幾倍甚至十幾倍，必須慎重地作合理論證檢查，除了在較大範圍內充分進行歷史洪水調查和洪水考證外，還要根據設計流域所處的地理條件和天氣條件，從水文氣象途徑認真研究發生特大洪水的可能性，進一步論證統計參數的合理性。在中國，頻率曲線通常採用皮爾遜Ⅲ型的線型。從雨量資料計算設計洪水 分析的方法是： 以工程所在位置以上的流域面積上的雨量資料，分析工程的設計暴雨設計雨型以流域內或鄰近流域的流量資料，分析流域的各種產流、匯流的計算參數，從而以設計暴雨計算工程的設計洪水。小匯水面積的設計洪水計算，可按照小面積設計洪水條目介紹的方法進行，亦可直接查用中、小流域設計暴雨洪水圖集。在中國缺乏水文資料的地區，可以調查洪水並加以分析，進行小面積的設計計算。對於工程失事後將造成較大災害的工程，往往要用可能最大洪水進行校核，可能最大洪水可以直接使用歷史上曾發生的最大洪水加成計算，但不易定量且不安全。現行方法是用成因分析方法，先估算出可能最大暴雨，再間接推求可能最大洪水。
庫容
指水庫內某兩個水位間可儲存水量的容積而言，通常以立方米(也稱“公方”或“方”)計。隨著所指定水位的特徵不同，庫容可有總庫容、防洪庫容、有效庫容、死庫容等區別。但有時也籠統地將“庫容”作為總庫容的簡稱，即指水庫設計最高水位以下所能儲存水量的總容積。校核洪水位（關係水庫安全的水位）以下的水庫容積稱總庫容；校核洪水位與防洪限制水位（水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位）間的水庫容積稱調洪庫容。防洪庫容，是指防洪高水位至防洪限制水位之間的水庫容積，用以控制洪水，滿足水庫下游防洪保護對象的防洪要求。當汛期各時段分別擬定不同的防洪限制水位時，這一庫容指其中最低的防洪限制水位至防洪高水位之間的水庫容積。死水位以下的庫容稱為死庫容，也叫墊底庫容。死庫容的水量除遇到特殊的情況外(如特大幹旱年)，它不直接用於調節徑流。死水位以下的水庫容積，又稱墊底庫容。一般用於容納水庫淤沙，抬高壩前水位和庫區水深。在正常運用中不調節徑流，也不放空。只有因特殊原因，如排沙、檢修和戰備等，才考慮泄放這部分容積；在特殊枯水年水庫已消落到死水位仍需緊急供水或動用水電站事故備用容量時，也可視情況動用部分死庫容供水、發電。
