施工水文預報

水利工程施工期的水文預報。水利工程不同的施工階段，有著不同的導流方式，使得河段情況經常發生變化，改變了天然河道水力特性和水流情況，比較大的工程，施工期往往跨越幾個水文年度，為了保證施工能安全順利地進行，須根據水利水電工程不同施工階段的要求作出相應的水文預報。

基本介紹

• 中文名：施工水文預報
• 外文名：Hydrologicalforecast for construction

1.內容

由於導流建築物的修建，使得施工河段過水斷面束窄，水位壅高，產生回水，凡在施工時受到施工回水影響的河段，稱為施工區，施工區以上可能原來就有觀測站，即以後的入庫站，或臨時設立的入庫站。入庫站的流量預報稱入庫流量預報。施工水文預報的內容包括入庫流量預報和施工區水文預報兩部分。由於入庫站以上河道仍是天然情況，因此入庫流量預報方法與一般天然河道相同。施工區的水文預報則主要是處理不同導流方式時的水力計算問題。

1.1 一期圍堰束窄河床導致的水文預報

一期圍堰束窄河床導致的水文預報，一期束窄河床導流是先圍一部分河槽，水流從被束窄後的河槽宣洩，促使施工區水位壅高，此時主要是預報圍堰前的水位和流量，以防止河水漫入基坑。

1.2 預報壩址處的流量

預報壩址處的流量。由於圍堰的壅水作用，施工區槽蓄量有所增加，改變了原天然河道的槽蓄特性。此時，可先計算出修建圍堰後，入庫站至圍堰間河段的槽蓄曲線，然後採用流量演算法，由預報的入庫流量過程求得壩址處的流量過程。由於上、下游圍堰距離較短，此預報的流量過程即可為上、下游圍堰的流量過程。

1.3 預報圍堰上、下游的水位

預報圍堰上、下游的水位，主要是進行束窄河道的壅水計算，建立上游圍堰壅高后的水位流量關係曲線。下游圍堰的水位流量關係曲線，仍用天然情況下的壩址斷面處的水位流量關係。根據預報的壩址流量，利用水位流量關係便求出圍堰上、下游水位。

1.4 截流期的水文預報

截流期的水文預報。圍堰截流施工，一般是在河流枯水季進行。故要作河流枯水季徑流預報。截流期龍口過水斷面迅速束窄，直至斷流，水從已建泄水建築物控制下泄，此時需進行截流合龍期的水情預報，特別要預報龍口的流量及龍口上、下游的水位和流速，以合理選擇截流時間、截流流量，確定截流拋投體的大小、重量和投擲位置。

1.5 龍口的流量預報

龍口的流量預報。根據枯水流量消退狀態預報河流枯水季徑流。因河流枯水季流量小，回水影響不大，可以直接套用截流斷面的枯水流量預報值，作為龍口的預報流量。

龍口上、下游水位計算。根據預報的流量計算龍口上、下游水位，可根據泄水能力公式，試算確定龍口上游水位，而龍口下游水位，可由下游圍堰處水位流量關係求得。為了適應截流施工進展的需要，可繪製出不同龍口底部平均高程、不同龍口寬度為參數的泄水能力的曲線。根據截流時龍口的底部高程、龍口寬度和預報的龍口流量，利用泄水能力曲線可隨時預報處龍口上游水位。

1.6 龍口處的流速計算

龍口處的流速計算。根據不同流態，分別用自由或淹沒的有側向收縮的寬頂堰公式計算泄流量，除以龍口過水斷面面積，便可求出龍口處的平均流速。由於龍口底部不平整，最大流速一般出現在水深較大位置。

在截流過程中，也可先用模型試驗成果，再根據截流時實測資料，與套用水力學計算的數值比較論證。中國石泉水電站截流時，預報龍口最大流速為5.7m/s，實測值為5.0m/s。

1.7 二期導流的水力計算與水情預報

二期導流的水力計算與水情預報。截流完成以後，工程施工進入二期導流階段。此時需要預報圍堰上游水位計泄流量，以解決施工安全及施工進度安排。若有導流底孔泄流，當過水流量較小，底孔呈自由表面留，上游水位受一期圍堰拆除藁城的影響，控制斷面為上游圍堰的殘留體，可按明渠穩定非均勻流推算上游水位。由於底孔一般為平底，應採用底坡為零的稜柱體明渠穩定非均勻流推求上游水位。中國石泉水電站，施工中採用此法，獲得較好效果。

來流量較大時，導流底孔逐漸由明流過渡到滿流。當入流量繼續增大，超過了底孔總的泄流能力，圍堰上游形成蓄水，此時應對預報的洪水進行調洪計算，以確定上、下游水位。

為了安排施工進度，還需對預報的各月洪水作調洪計算，求得各月可能出現的上游最高水位。在全面加高壩體階段，當壩體築到一定高度，不需圍堰保護，壩體已起到擋水作用時，同樣需對預報洪水進行調洪計算，以確定壩體擋水和攔洪高程。

1.8 水庫初期蓄水的水文預報

水庫初期蓄水的水文預報。當大壩上升到初期發電水位高程時，要求選擇合適日期下閘蓄水，以保證機組按預定日期發電。此時，應有計畫的進行臨時泄水建築物的封堵和水庫的蓄水工作。水庫初蓄期水文預報的主要任務：（1）預報封堵器的流量，以使封堵工作得以順利進行；（2）預報來水量，並通過庫容曲線預報蓄水位，及時修訂蓄水計畫，控制庫水位不得超過大壩臨時蓄水高程。

在施工期，當圍堰上游形成臨時小水庫，水面面積增大時，應考慮風浪對堰前水位的影響。

雨洪河流降水徑流預報的預見期一般較短，當不能滿足施工需要時，應進行短期水文氣象預報，即分析天氣形勢，預報短期降雨量及其走向，與水文預報有機配合，還可以採用測雨雷達、衛星遙感技術和地理信息系統技術，擴大水文預報信息源，並與水文預報系統相連線，套用在線上實時預報，從而進一步提高水文預報精度和增長有效預見期。