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水利工程水文计算方法探讨

日期:2021/9/21 Click:873
本文将对水利工程水文计算方法进行探讨,致力于更好地对水文情势进行分析,进而更好地发展我国的水利事业。3演化计算的主要分支以及基本特征  演化计算的组成部分可以列为遗传算法、演化算法以及规划与遗传程序设计几方面的内容。
摘要:水文计算对国家建设发展起着重要作用,有助于建设水电站和水库。本文将讨论水利工程水文的计算方法,致力于更好地分析水文的情况,更好地发展我国水利事业。

水文工程利用时间一般较长,可达数十年甚至数百年,因此根据当前水文预报分析预测水文情况并不容易,而且现在水文分析还处于发展阶段,还处于探索时期,各方面发展不完善,水文计算方法也多种多样,具体使用哪种本文将讨论常用的水文计算方法,预测可能的水文情况。

1例实例分析本例取自温州市水利工程,是加强瓯江堤坝的工作,河长379.93km流域面积18168.75km2。瓯江青田段长82.6km,落差30.1m,河宽200-400m。温州古名瓯得名,起源于浙江省庆元、龙泉两县市交界的百山祖锅帽尖。

2、水文资料采集分析;

在水利工程中,水文资料可提供一些数据方便分析施工中可能出现的水文情况,避免损失。
水文资料的收集形式有很多种,但其主要内容必须符合规划标准的需求,符合各种规划标准的洪水洪峰流量、冰期冰清、规划雨量等。

3进化计算的主要分支和基本特征

进化计算的构成部分可以列为遗传算法、进化算法、计划和遗传程序设计的几个方面。他们实现的方法不同,但本质相同,遵守竞争原则。近年来,由于各种算法也有混合部分,他们之间的界限也不清楚,产生了新的计算方法——进化计算。   
3.1 遗传算法  
在上世纪60年代左右,在生物系统进化机制的基础上,JohnHolland教授提出了一种基于生物遗传和进化机制的适合于复杂系统优化的自适应概率化技术――遗传算法(GeneticAlgorithm,简称“GA”),随后,经过不懈地探索,发展了多种遗传算子,并于1975年出版了第一本阐述遗传算法和人工自适应系统的著作《Adaptationin Naturaland Artificial Systems》。自此之后,DeJong、Goldberg Davis、Krishnakumar等学者逐步完善遗传算法,并逐渐将其应用于大规模计算、工程等领域中,取得了很好的效果。
3.2。演化计划。
上世纪60年代,L.J.Fogel等提出了演化计划。最初是通过已经存在或发生的事情来预测未发生的事情的尝试。
3.3遗传程序设计,
美国Standford大学J.R.Koza成立于20世纪92年代初,出版了《GeneticPrograming》。发展为遗传算法的一部分是利用生物进化中的思想搜索计算机程序实现的结构空间,实现程序的自动化设计。
3.4进化计算的一些基本特征,
3.4.1智能化的br/>进化算法在确定代码方案、适应值计算方法和遗传算子后自动检索,适应值大的个体生存概率高。生存概率高的个人,通过基因突变等算法产生适应环境的子孙。
3.4.2本质并行性的并行性主要体现在内在并行性和内在并行性两个方面。内在并行,即多台计算机独立采用演化算法进行计算,计算过程不需要相互干涉的内容并行性,即利用成千上万台计算机,以各种方式组织检索解决空间的地区,大幅提高检索效率。
3.4.3。全局优化。传统的优化计算方法很容易落入局部优化区域。进化计算可以在多个解决空间区域同时组织搜索,并且可以以较快的速度跳出局部最佳解决区域,找到该问题的全球最佳解决方案。
通过简要论述演化计算的方法和基本特征,可以得出以下矩阵计算公式。

4设计洪水计算,本工程位于瓯江水文站上游,两者距离约5km,本工程下游段位置控制集水面积为1190km2,下游瓯江水文站位置控制集水面积为1278km2,两者集水面积不足7%,只有6.8%瓯江水文站建设站流量资料共28年,之后根据站点功能的调节,从1992年开始停止流量,瓯江流量和水位变化小,一定能综合整理单一曲线。瓯江站各方面资料齐全,可直接计算洪水量,频率洪水统计参数以矩形式计算。此外,根据工程实际需要,本工程为4级堤坝,设计洪水为20,年遇洪水,因此设计洪水为P=5%。最后这次工程从65年到09年44年间的最高水位状况和最大流量估算洪水。
4.1设计洪水计算,以白候站从65年到09年44年的最高水位状况和最大流量,以及大洪水状况的洪峰计算洪水发生频率。并且用矩形公式进行计算,在根据适线进行调试。   
特大洪水:Pm=■(m=1,2,∧,a);   
实测洪水:Pm=■(1-■)■   
Q=■[■Qi+■■Qi],CV=■■   
如公式所示,其中N代表洪水期的重现期,n代表实际上测量得出的数据,a表示值比较大的数字,M是数值较大的数的顺序排列,m则表示在实际中测量得出的数据。   最终得出的计算结果,可看图1。
4.2针对工程所在地设计洪水计算。
Q1/Q2=(F1/F2)2/3面孔
Q1表示洪峰流量,Q2表示工程现场洪峰量,F1表示水文站集水面积,F2表示工程现场集水面积。利用上述水文站和施工现场的集水面积和洪峰流量,制作表格,用线连接坐标轴的数据,可以获得最大流量,然后根据施工的具体要求计算工程最大流量的发生率。结果出来后,考虑到施工环境、施工强度和质量等因素,可以判断工期。
4.3规划洪水学校核心
由于温州市出自浙江地区,可查询浙江暴雨流失记录,得知工程地属韩江第一区,应按瓯江地区洪水处理方式处理该工程地。暴雨低区的定点定面关系(αt~-。t~f)、内陆流产参数、浙江省综合部门线滞留m1关系图中的BB线集水面积超过500km2,采用浙江省综合部门线iii号下一部门线ui~xi。根据工程初步设计报告(1998年),原设计洪水采用浙江省水文图集小汇水面积设计洪水计算方法(推理公式法),计算成果摘录见表。同时采用电算程序 SU-HM -1A(浙江省综合单位线)和 TL -1A(推理公式法)进行计算,计算结果,见表 2。由以上计算成果可知,在设计情况下,现复核计算比原设计成果大 289.60m3/s。由于浙江省综合单位线方法分析使用的资料基础稍好于推理公式法,而用实测洪峰验证,精度也比推理公式法高。因此,在2种方法经过合理协调,使设计洪峰流量比较接近以后,采用浙江省综合单位线方法的计算成果。   

5 建议   

为了水文工作的进一步发展,相关水文科技工作人员还应该继续在工程水位方面的研究工作上努力,下文为具体内容的归结。
5.1应研究流域垫面对水文的影响
实际影响水文现象主要与气候和流域垫面两方面有关,气候变化较小,年与年之间的变化规律几乎相同,从几十年到几百年有很大变化,但流域垫面不同,流域垫面变化较大,变化迅速,流域垫面变化对洪峰、流量、水位的影响更加明显,相关人员应进一步研究这一点。
5.2根据城市水位变化,提出相应的计算方法。
随着中国经济的快速发展,工业和人们生活对环境的破坏相对较大,导致城市水位上升。工作人员应根据这一现象提出易于实施的城市水位测量方法。
5.3根据水文现象采用不同的计算方法,水利工程在各种地形、环境中进行,应根据各地水文情况采用不同的计算方法,不断改善计算方法,促进水文测量的合理科学发展。

6结束语
水文作为水利建设的重点部分,其科学有序发展是水文工程科学有序发展的必要选择。水文工作的良好发展可以减少人们生命和财产的损失,员工应重视水文工作的发展,严格检查水文工作,提高水文工作质量,为社会安全稳定发展做出贡献。

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