库区变动回水段港口工程设计水位确定方法研究

摘要

山区河流水利枢纽的建设极大改变了天然河道的水文特性,而介于天然河道及水库之间的变动回水段区呈现出典型的双重水流特性。水利工程中,天然河道和库区的港口工程设计水位确定方法比较统一,但对于变动回水段港口工程设计水位确定方法仍处于探索阶段。因此,合理地确定变动回水段港口工程设计水位将成为当前亟待解决的工程问题。文章结合库区上游水文站的流量资料,通过时间序列模型、水流数学模型、频率分析统计等对变动回水段的港口设计水位进行了分析确定。其主要研究内容包括:
　　 (1)结合山区天然河流段的流量资料,分析其周期特性,引入AR自回归模型,建立山区河流的流量时间序列模型,并对其进行拟合预测,有效弥补了水文资料不满足规范年限要求的缺陷。
　　 (2)根据实测资料,率定出变动回水段河道的水力学参数,再采用HEC-RAS水流计算软件建立一维恒定非均匀流模型并计算出港址处的水位时间序列,为港口工程设计水位的计算提供了充足的数据。
　　 (3)对现有港口工程设计水位的计算方法进行总结,对比分析了设计高水位计算时瞬时洪水重现期法和旬均高水位频率法、设计低水位计算时综合历时曲线法和保证率频率法之间的区别与联系。重点比较了水库蓄水后及天然状态下变动回水区港口工程设计水位的变化特点,在此基础上通过频率分析方法提出了变动回水段港口工程设计水位的确定方法。
　　 文章在综合利用时间序列模型和水流数学模型基础上提出适用于库区变动回水段港口设计水位的确定方法,为以后我国西南地区库区变动回水段港口工程设计水位的确定提供理论支撑。