X寬尾墩應(yīng)用與發(fā)展的試驗(yàn)研究

1、X寬尾墩應(yīng)用與發(fā)展的試驗(yàn)研究第26卷第4期2007年8月水力發(fā)電J0URNALOFHYDROELECTRICENGINEEmNGVo1.26No.4Aug.,2007X寬尾墩應(yīng)用與發(fā)展的試驗(yàn)研究尹進(jìn)步,梁宗祥,龔紅林(西北農(nóng)林科技大學(xué),陜西楊凌712100)摘要:本文在總結(jié)傳統(tǒng)寬尾墩與普通x寬尾墩消能工所存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上,通過(guò)思林水電站泄洪消能建筑物的試驗(yàn)結(jié)果分析,提出一種新型x寬尾墩消能工.該消能工體型簡(jiǎn)單,能滿足表孔泄洪流量變化范圍大,消力池縱向長(zhǎng)度小,尾坎低的要求.與傳統(tǒng)寬尾墩對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明,消力池水流消能充分,下游河道水面波動(dòng)小,消力池底板脈動(dòng)小,滿足工程安全運(yùn)行的需要.關(guān)鍵詞:水力

2、學(xué);新型x寬尾墩;模型試驗(yàn);消能;泄洪中圖分類號(hào):TV135.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AExperimentalstudyonapplication&development0fXtypeflaringgatepiersYINJinbu,LIANGZongxiang,GONGHonglin(NorthwestSci-TechUniversityofAgricultureandForest,Yanglingcity,Shanxiprovince712100)Abstract:ThispaperputsforwardanewXtypeflaringgatepierbyhydraulicmode

3、ltestontheSilinhydropowerstation.Thesimpleshapecansuitthelargevariablerangesofflooddischarges,theshortstillingbasinandthelowtailweir.Thetestresultsshowthatthepierhasthehighenergydissipationandthesmallflowfluctuationonthebottomofstillbasinincomparisonwithconventionalflaringpiers.Keywords:hydraulics;a

4、newXtypeflaringgatepier;hydraulicmodeltest;energydissipation;flooddischargesO寬尾墩發(fā)展綜述寬尾墩作為一種適應(yīng)于大單寬泄洪建筑物的消能工,先后在許多工程上得到應(yīng)用.從工程運(yùn)行結(jié)果看,由于寬尾墩作用,傳統(tǒng)消力池二元水躍變?yōu)槿S,增加摻氣,提高消能率同時(shí),消力池長(zhǎng)度也得到了大幅度減小,安康,五強(qiáng)溪,巖灘等工程消力池長(zhǎng)度,均比傳統(tǒng)二元水躍消力池縮短一半以上¨.通過(guò)對(duì)已建工程泄洪運(yùn)行結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)寬尾墩還存在一些問(wèn)題.第一,傳統(tǒng)寬尾墩只適應(yīng)大單寬高尾水的泄洪,當(dāng)尾水深度較小或高庫(kù)水位單孔開(kāi)啟時(shí),大單寬泄洪可能

5、會(huì)發(fā)生消力池底板脈動(dòng)急劇上升,甚至破壞消力池底板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的問(wèn)題,安康與五強(qiáng)溪泄洪均出現(xiàn)過(guò)此現(xiàn)象;第二,小流量泄洪時(shí),難以形成縱向拉開(kāi)的寬尾墩水舌,水流成一集中水股砸向壩面,壩面承受的沖擊壓強(qiáng)急劇增加,嚴(yán)重時(shí),壩面被砸出許多小坑,小坑在大洪水泄洪時(shí)可能會(huì)引起壩面空蝕破壞問(wèn)題發(fā)生.針對(duì)傳統(tǒng)寬尾墩存在的問(wèn)題,文獻(xiàn)2,3在烏江索風(fēng)營(yíng)工程的試驗(yàn)研究中,結(jié)合臺(tái)階壩面的使用,繼承傳統(tǒng)寬尾墩優(yōu)點(diǎn)同時(shí),推出x寬尾墩消能工.x寬尾墩是在常規(guī)寬尾墩底部開(kāi)一2m3m高的斜El后形成,其它部分與常規(guī)寬尾墩完全相同,但其優(yōu)點(diǎn)卻表現(xiàn)得比較突出.第一,下開(kāi)El使底部比常規(guī)寬尾墩多出一個(gè)水墊層,消力池底板沖擊壓強(qiáng)比常規(guī)寬尾墩最

6、大可減小約30%;第二,小流量泄洪不出現(xiàn)沖砸壩面問(wèn)題,大流量泄洪與常規(guī)寬尾墩完全相同;第三,與臺(tái)階壩面聯(lián)合使用,消能率至少提高約5%l0%,特別是施工期渡汛,壩面可以直接過(guò)流,節(jié)約投資同時(shí),也節(jié)約了工期,索風(fēng)營(yíng)水電站首臺(tái)機(jī)組提前近半年發(fā)電的事實(shí)充分證明了這一優(yōu)勢(shì)的存在.已經(jīng)使用寬尾墩的幾個(gè)工程,包括建成或在建的工程,其表孔單寬最大泄量只有250m3/s?m,但實(shí)際工程中,由于河谷地形限制,有些工程的單寬泄量已超過(guò)250m3/s?m,堰頂水頭也超過(guò)25m,暫且稱其為特大單寬泄量.對(duì)收稿日期:2005.12.22作者簡(jiǎn)介:尹進(jìn)步(1968一),男,高級(jí)工程師.E?mail:xbsyjbsina.c

7、orn第4期尹進(jìn)步等:x寬尾墩應(yīng)用與發(fā)展的試驗(yàn)研究37于特大單寬泄洪建筑物而言,如果我們還繼續(xù)使用傳統(tǒng)寬尾墩或x寬尾墩,從適應(yīng)堰頂水頭的高度需要,則寬尾墩高度就必須增加,同時(shí)為滿足三元水躍的要求,消力池長(zhǎng)度也必須增加.這些變化可能為建筑結(jié)構(gòu)或樞紐布置帶來(lái)許多問(wèn)題.為了滿足上述變化的需要,本文通過(guò)思林水電站泄洪消能問(wèn)題研究,提出一種新型x寬尾墩,為這些問(wèn)題的解決提供了較好參考依據(jù)1新型X寬尾墩的設(shè)想與體型簡(jiǎn)介一般情況下,寬尾墩都是與戽式消力池聯(lián)合使用.我們知道,同樣泄洪寬度條件下,單寬泄洪量越大,下游河道尾水深度越大.一般深尾水,比較適合戽式消力池使用,但戽式消力池對(duì)尾水深度和尾坎的高度,挑射角

8、要求也比較嚴(yán)格.如果戽池尾坎高度與挑角比較大,而水深小時(shí),消能可能充分,沖坑深度減小,但下游河道水面波動(dòng)大;如果戽池尾坎高度與挑射角較小,而水深大時(shí),下游河道可能出現(xiàn)潛底戽流,引起河床淘刷深度增加.因此深尾水在適合戽式消力池使用的同時(shí),對(duì)尾坎高度與挑射角不變的戽式消力池而言,則要求其尾水變幅不能太大.而一般實(shí)際工程泄洪流量變化范圍都比較大,特別是河道狹窄,樞紐布置矛盾比較突出時(shí),多數(shù)情況下,洪水都要通過(guò)表孔下泄,因此表孔的泄洪變化幅度更大,下游尾水深度變幅也就隨之增加.如果我們還繼續(xù)使用簡(jiǎn)單x寬尾墩與戽池聯(lián)合消能的泄洪方式,則下游河道可能出現(xiàn)許多問(wèn)題,如:小流量泄洪河道水面波動(dòng)大,而大流量泄洪

9、河床潛底淘刷又比較嚴(yán)重.為了解決上述問(wèn)題,我們?cè)趚寬尾墩基礎(chǔ)上,對(duì)其體型進(jìn)行了調(diào)整,使中小洪水保持x寬尾墩泄洪消能特性,而大洪水或特大洪水時(shí),泄洪方式發(fā)生變化.在x寬尾墩泄洪方式的基礎(chǔ)上,充分利用深尾水和消力池空間增加一部分挑流泄洪形式.水深,消力池空間與水頭的合理匹配應(yīng)用,既降低了戽池尾坎高度,又解決了堰頂水頭與尾水深度變幅大的消能問(wèn)題.新型x寬尾墩消能工就是根據(jù)這一思想而產(chǎn)生.新型x寬尾墩體型如圖1(b)所示,與圖1(a)所示普通x寬尾墩比較可以發(fā)現(xiàn),它是在一般x寬尾墩基礎(chǔ)上,下部體型不變,頂部AEF斜平面轉(zhuǎn)化為橢圓錐曲面后得到,另外寬尾墩總高度cF相對(duì)于一般寬尾墩要適當(dāng)減小.當(dāng)流量在20

10、0m/s?m以下時(shí),水流基本呈現(xiàn)x寬尾墩水舌形態(tài),當(dāng)流量大于200m/s?m時(shí),大于200m/s?m的流量則通過(guò)寬尾墩頂部,呈現(xiàn)挑射水流形式下落.整個(gè)水舌橫斷面為"工"字形,底部沿壩面橫向展開(kāi),中間通過(guò)寬尾墩窄縫形成縱向拉開(kāi)水舌,在寬尾墩頂部,水舌橫向展開(kāi)以挑流形式越過(guò)寬尾墩,水流形態(tài)如圖2所示.寬尾墩頂部橢圓錐曲面保證了過(guò)流面的光滑,避免邊界突變引起的水流空蝕破壞現(xiàn)象發(fā)生.上,中,下三部分水流分流比依據(jù)消力池水墊深度及消力池長(zhǎng)度而定.ABFEABEDC圖1寬尾墩詳圖Fig.1Dataileddrawingofflaringgatepier2工程試驗(yàn)成果分析圖2泄水建筑物剖

11、面圖(單位:m)Fig.2Sectionaldrawingofdischargestructure(unit:m)2.1工程概況烏江思林水電站位于貴州省思南縣,是烏江干流的第五個(gè)梯級(jí)電站.工程樞紐由碾壓混凝土重力壩,壩頂七個(gè)泄水表孔,一個(gè)沖沙底孔,右岸引水發(fā)電系統(tǒng)及左岸通航系統(tǒng)等組成.泄洪消能系統(tǒng)采用表孔寬尾墩+臺(tái)階壩+尹進(jìn)步,烏江思林水電站水工水力學(xué)模型試驗(yàn)報(bào)告R.陜西楊凌.水利部西北水利科學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)中心.2005FeC門(mén)ADFEC=二7AD38水力發(fā)電2007鉦面+消力池的聯(lián)合泄洪消能方式,原設(shè)計(jì)寬尾墩為Y型寬尾墩,經(jīng)試驗(yàn)調(diào)整,最后為工程推薦新型x寬尾墩,體型縱剖面如圖2所示.電站裝機(jī)容

12、量1000MW,堰頂高程為418.5m,水庫(kù)正常蓄水位440.0m,對(duì)應(yīng)下泄流量19400m3/s,設(shè)計(jì)庫(kù)水位444.83m,對(duì)應(yīng)下泄流量25737m3/s,校核庫(kù)水位449.27m,對(duì)應(yīng)下泄流量32922/s.表孔堰面泄流總寬度91m,三個(gè)水位過(guò)堰單寬泄流量都比較大,分別為213m3/s?Ill,283m3/s?m和362m/s?m,特別是校核水位,單寬泄量超過(guò)360m/s?m,在已建同類工程單寬泄量中,堪稱為世界之最.如果以此單寬流量計(jì)算消力池長(zhǎng)度,普通消力池需要180m以上,采用寬尾墩消能工的消力池長(zhǎng)度也應(yīng)在80m以上,而原設(shè)計(jì)消力池全部長(zhǎng)度不足65m,且消力池尾坎后緊接電站尾水渠.如此

13、緊密布置形式,對(duì)泄洪消能提出比較嚴(yán)格的要求.第一,消力池長(zhǎng)度不能增加,消能還必須充分;第二,池后水面波動(dòng)必須非常小,滿足電站正常運(yùn)行的需要;第三,消力池底板沖擊壓強(qiáng)與脈動(dòng)壓強(qiáng)必須滿足安全要求.試驗(yàn)結(jié)果所推出的新型x寬尾墩,使上述問(wèn)題全部得到解決.具體試驗(yàn)成果如下.2.2水流形態(tài)與分流比原設(shè)計(jì)寬尾墩體型為Y型寬尾墩,寬尾墩高度接近32m,校核水位時(shí),寬尾墩水舌外緣已伸出了消力池尾坎,在原設(shè)計(jì)消力池尾坎高度7.32m時(shí),尾坎后出現(xiàn)比較嚴(yán)重的潛底戽流流態(tài),為了改變流態(tài),避免過(guò)大河床沖刷問(wèn)題發(fā)生,將尾坎高度抬高至10m,潛底戽流流態(tài)得到改善,但高尾坎使中低庫(kù)水位泄洪時(shí),河道波浪加大,嚴(yán)重影響電站的正常

14、運(yùn)行.將寬尾墩修改為新型x寬尾墩后,消能工使水流在不同庫(kù)水位,出現(xiàn)不同水流流態(tài).庫(kù)水位440m以下,水舌完全呈現(xiàn)普通x寬尾墩水流形態(tài),一部分緊貼壩面橫向展開(kāi),一部分以寬尾墩窄縫縱向拉開(kāi),且底部橫向展開(kāi)水流為縱向水舌提供一部分水墊作用;當(dāng)庫(kù)水位高于440m后,通過(guò)寬尾墩的水流仍呈現(xiàn)寬尾墩水舌形態(tài),而高出寬尾墩AE線的水流立即向兩邊拓展,隨著庫(kù)水位的進(jìn)一步上升,寬尾墩頂部水流完全形成一橫向展開(kāi)的挑流水舌挑向消力池,如圖2所示,由于河道狹窄,消力池水深較大,上,下橫向展開(kāi)水舌與寬尾墩縱向拉開(kāi)水舌在消力池中碰撞紊動(dòng),形成比較復(fù)雜的多元水流紊動(dòng),池中水流消能比較充分,池后水面比較平穩(wěn).不同庫(kù)水位給予水流

15、不同消能形式,利用有限的空間和消能水體,使水流能量得到了合理的分散轉(zhuǎn)換.經(jīng)試驗(yàn)測(cè)算,當(dāng)總泄量不大于3400m3/s,即單寬泄量不超過(guò)3740II13/s?m時(shí),水流基本通過(guò)x寬尾墩底部開(kāi)口,緊貼壩面橫向展開(kāi)通過(guò),這一分流比是根據(jù)臺(tái)階面安全過(guò)流最大單寬泄量而定;當(dāng)總泄量大于3400m/s時(shí),底部開(kāi)口通過(guò)的泄量基本穩(wěn)定在3400m3/s左右.當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到設(shè)計(jì)水位444.83m時(shí),頂部挑流水舌流量約占總泄量的40%左右,到校核水位449.27m時(shí),頂部泄量占總泄量的50%左右,即利用消力池深尾水,挑流消能率高的特點(diǎn),接納了總泄量的一半水流,各方面優(yōu)勢(shì)得到了集中使用.2.3電站尾水渠水流涌浪分布Y型寬

16、尾墩水舌縱向拉開(kāi)后,水舌落點(diǎn)區(qū)縱向范圍長(zhǎng).試驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn),為了滿足水流在消力池中消能的要求,不增加消力池長(zhǎng)度條件下,挑射角仍保持45.,消力池尾坎高度需提高到10m.但高尾坎,大挑角中低庫(kù)水位泄洪時(shí),電站尾水渠附近出現(xiàn)較大水面波動(dòng);而采用新型x寬尾墩后,各種工況消力池水流紊動(dòng)消能都比較充分,消力池尾坎可采用1:2.5的斜坡挑角,高度降低至6m.進(jìn)行不同庫(kù)水位泄洪測(cè)試,電站尾水渠附近水面波動(dòng)減小到12m,保證了電站的正常運(yùn)行.利用波高儀分別對(duì)原設(shè)計(jì)Y型寬尾墩以及修改后新型x寬尾墩電站尾水渠涌浪分布情況分別進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如圖3所示.從圖中可以看出,原設(shè)計(jì)Y型寬尾墩設(shè)計(jì)水位及正常蓄水位泄洪時(shí),電站

17、尾水渠涌浪最高接近4m,比相應(yīng)的新型x寬尾墩涌浪高近2m,平均涌浪高度23m,比新型x寬尾墩高11.5m.2.4消力池底板脈動(dòng)壓強(qiáng)圖3涌浪分布曲線Fig.3Curveofswell消力池底板脈動(dòng)引起破壞是傳統(tǒng)寬尾墩中小流量無(wú)法克服的一個(gè)問(wèn)題,特別是當(dāng)下游消力池尾水比較低,而上游水位較高時(shí),一般情況下底板脈動(dòng)壓強(qiáng)都比較大.已建安康,五強(qiáng)溪等工程的破壞就是在此條件下發(fā)生.思林電站單寬泄量比一般工程大,而消力池長(zhǎng)度又比一般工程短,因此本工程消力池底板脈動(dòng)問(wèn)題更加突出.第4期尹進(jìn)步等:x寬尾墩應(yīng)用與發(fā)展的試驗(yàn)研究39為了對(duì)消力池底板的脈動(dòng)分布情況進(jìn)行分析,試驗(yàn)針對(duì)新型x墩,尾坎高度6m,以及原設(shè)計(jì)Y墩

18、,尾坎高度10m兩種體型,先后進(jìn)行了不同庫(kù)水位或同一庫(kù)水位,下游不同尾水位的多組脈動(dòng)壓強(qiáng)測(cè)試.測(cè)試結(jié)果表明,不管采取哪種消能工,消力池底板的脈動(dòng)對(duì)下游尾水位的變化都非常敏感.所有全開(kāi)工況相對(duì)于分孔開(kāi)啟要安全,而分孔開(kāi)啟工況中,正常蓄水位單孔開(kāi)啟脈動(dòng)強(qiáng)度又最大.表1就是正常蓄水位7孔全開(kāi),單孔開(kāi)啟,采用兩種寬尾墩時(shí),沿消力池中心線方向脈動(dòng)壓強(qiáng)的測(cè)試結(jié)果表1正常蓄水位消力池脈動(dòng)壓強(qiáng)×9.8kPaTable1ThefluctuationonstillingbasinunderNWL由于使用Y型寬尾墩時(shí)尾坎高度10m,而使用新型x寬尾墩時(shí),尾坎高度只有6m,所以正常蓄水位7孔全開(kāi)時(shí),x寬尾墩

19、泄洪時(shí),在靠近壩腳處產(chǎn)生約30kPa的脈動(dòng)壓強(qiáng),比Y墩略大一些.但在比較危險(xiǎn)的單孔開(kāi)啟時(shí),新型x寬尾墩優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)的比較突出.Y型寬尾墩泄洪時(shí),水流全部通過(guò)寬尾墩窄縫下泄,雖然在離開(kāi)寬尾墩初始段形成縱向拉開(kāi)水舌,但在入水時(shí),水舌存在普遍下壓,縱向重疊現(xiàn)象,出現(xiàn)入水能量集中,消能不充分的問(wèn)題;而新型x寬尾墩在底部增加消能緩沖水墊的同時(shí),單寬泄量大于200m3/s?m時(shí),水舌頂部開(kāi)始橫向展開(kāi),充分利用空間分散入水能量,所以入池后水流消能比較充分,脈動(dòng)均方根普遍比Y型寬尾墩小.進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),在距離壩面坡腳2m左右處,x墩與Y墩水舌都在緊貼壩面流動(dòng),所以脈動(dòng)大小差別不是很大;隨著測(cè)點(diǎn)遠(yuǎn)離壩腳距離的增加,

20、Y墩水舌下壓的趨勢(shì)逐漸增加,而x墩水墊消能的作用也在不斷增加,因此二者的脈動(dòng)差距逐漸增大;隨著縱向距離的進(jìn)一步增加,測(cè)點(diǎn)逐漸到達(dá)Y墩水舌外緣,脈動(dòng)也開(kāi)始減小,而此時(shí),測(cè)點(diǎn)又距離x墩項(xiàng)部橫向展開(kāi)水舌落點(diǎn)區(qū)域也越來(lái)越近,x墩脈動(dòng)強(qiáng)度又開(kāi)始增加,二者的差距逐漸縮小,但直到消力池末端,x墩水流的脈動(dòng)強(qiáng)度始終比Y墩小1015kPa,試驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)庫(kù)水位高于正常蓄水位時(shí),新型x墩與Y墩的這一變化趨勢(shì)表現(xiàn)的更加明顯.2.5消能防沖分析從上述分析過(guò)程可以看出,原設(shè)計(jì)的Y墩消能方案基本是"傳統(tǒng)寬尾墩+戽式消力池"消能模式.該方案消力池長(zhǎng)度已經(jīng)確定時(shí),戽池末端的尾坎形式及高度對(duì)消能效果影

21、響非常大.當(dāng)采用原設(shè)計(jì)R=25m,挑射角=45.的尾坎時(shí),尾坎高度7.32m,在設(shè)計(jì)庫(kù)水位時(shí),下游沖坑深度約10m,校核水位沖坑深度約20m;如果尾坎改為R:34m,挑射角:45.時(shí),尾坎高度10m,設(shè)計(jì)水位基本無(wú)沖刷,校核水位沖坑深度約8m,沖坑深度減小,但高尾坎使水流將消力池未消除的大量余能通過(guò)水流波動(dòng)帶向下游河道,實(shí)測(cè)下游河道水流岸邊的表,中部均有78m/s以上流速出現(xiàn),對(duì)岸邊可能產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷.采用新型x墩后,整體的消能模式已發(fā)生變化.正常蓄水位以下雖然仍以"普通x寬尾墩+戽池"的模式進(jìn)行消能,但底部多出一股橫向展開(kāi)水流,與寬尾墩水舌共同紊動(dòng),增加消能;庫(kù)水位高于正常

22、蓄水位時(shí),頂部橫向展開(kāi)水舌以挑流形式落入深尾水消力池中,水流消能形式超越了傳統(tǒng)的三元水躍消能模式,消能則更加充分.消力池中水流消能程度的改變,使尾坎高度與挑射角度也發(fā)生變化,尾坎采用1:2.5的斜坡,高度6m,比Y墩減小4m.低尾坎,小挑角避免了下游水流的大波動(dòng),庫(kù)水位低于448.5m時(shí),下游河道無(wú)任何沖淤出現(xiàn),校核水位時(shí),出現(xiàn)不足7m的小沖坑,下游河道水流流速非常小,實(shí)測(cè)不超過(guò)34m/s.3結(jié)語(yǔ)"傳統(tǒng)寬尾墩+戽式消力池"的泄洪消能模式,雖然解決了許多大中單寬泄洪建筑物泄洪消能問(wèn)題,但同時(shí)也暴露出不適應(yīng)小單寬泄洪,大中單寬低尾水消力池底板沖擊壓強(qiáng)過(guò)大等問(wèn)題,"普通

23、x寬尾墩與臺(tái)階壩面聯(lián)合應(yīng)用"模式的出現(xiàn),雖然解決了傳統(tǒng)寬尾墩所存在的問(wèn)題,但隨著工程規(guī)模的增加,在一些特大單寬,短消力池泄洪建筑物的泄洪消能中,又存在寬尾墩高度太高,而短池或低尾坎又難以適應(yīng)的問(wèn)題.思林水電站泄洪消能試驗(yàn)結(jié)果所推出的新型x寬尾墩消能工,以其體型簡(jiǎn)單,適應(yīng)流量變化范圍大等特點(diǎn)解決了傳統(tǒng)寬尾墩與普通x寬尾墩所存在的所有問(wèn)題,試驗(yàn)結(jié)果分析表明,該消能工消能充分,河道尾水波動(dòng)小,消力池底板脈動(dòng)強(qiáng)度小.在解決思林工程泄洪消能問(wèn)題的同時(shí),也為同類工程設(shè)計(jì)提供一定參考依據(jù).(下轉(zhuǎn)至第35頁(yè))第4期黃國(guó)如等:利用區(qū)域流量歷時(shí)曲線模擬東江流域無(wú)資料地區(qū)的EI徑流過(guò)程353結(jié)論TOPMO

24、DEL模型是以地形為基礎(chǔ)的半分布式流域水文模型,其模型結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單,模型參數(shù)較少,在濕潤(rùn)地區(qū)可以得到較高的模擬精度.由于無(wú)資料地區(qū)往往沒(méi)有實(shí)測(cè)的流量資料,故難以采用常規(guī)的方法進(jìn)行模型的參數(shù)優(yōu)化.將東江流域中的13個(gè)子流域作為研究區(qū)域,采用多年平均法得到各個(gè)子流域的FDC,直線插值得到13個(gè)指定頻率下的流量值.以其中的11個(gè)子流域中的流量值分析流量歷時(shí)曲線與流域地形,地貌特征的相關(guān)關(guān)系,結(jié)果得知指定頻率下的流量值與流域面積和地形坡度等參數(shù)存在著較好的相關(guān)關(guān)系,確定性系數(shù)皆大于0.9.以星豐和岳城兩個(gè)流域作為驗(yàn)證流域,模擬得到的FDC和實(shí)測(cè)的FDC較為吻合,因而可以通過(guò)無(wú)資料地區(qū)的流域面積和地

25、形坡度得到FDC,進(jìn)而解決無(wú)資料地區(qū)的FDC區(qū)域化問(wèn)題.以插值得到的13個(gè)指定頻率下的流量值作為T(mén)OPMODEL模型參數(shù)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),模擬得到的流量過(guò)程線精度較高,說(shuō)明采用該途徑可得到精度良好的模擬結(jié)果.該方法為無(wú)資料地區(qū)的徑流模擬預(yù)測(cè)提供了一條簡(jiǎn)便可靠的途徑,值得在實(shí)際中加以應(yīng)用.參考文獻(xiàn):1SivapalanM,TakeuchiK,FranksSW.IAHSDecadeonPredictionsinUngaugedBasinS(PUB),20032012:ShapinganexcitingfutureforthehydrologicalsciencesJJ.HydrologicalScienceJoumal,2003,48(6):857880.2楊大文,夏軍,張建云.中國(guó)PUB研究與發(fā)展A.夏軍.水問(wèn)題的復(fù)雜性與不確定性研究與進(jìn)展C.北京:中國(guó)水利水電出版社,2004:4754.13JYuPS,YangTC.UsingsyntheticflowdurationcurvesforrainfallrunoffmodelcalibrationatungaugedsitesJ.HydrologicalPr