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        水府廟水庫(kù)興利與防洪調(diào)度

        2010-08-15 07:51:58賀科秀
        湖南水利水電 2010年2期
        關(guān)鍵詞:興利庫(kù)容防洪

        賀科秀

        (深圳市水務(wù)技術(shù)服務(wù)有限公司 深圳市 518036)

        水府廟水庫(kù)是湖南省19座大型水庫(kù)之一,位于湘江一級(jí)支流漣水中游。1958年9月開工,1959年大壩建成,1960年7月水庫(kù)蓄水,同年9月第1臺(tái)機(jī)投產(chǎn)發(fā)電,1963年2月船閘竣工??刂萍娣e3 160 km2,占漣水流域面積的44%。流域多年平均雨量1 367.6 mm,一般集中在4~6月,占全年雨量的44.3%。壩址多年平均流量68.5 m3/s,多年平均徑流量21.6億m3,死水位85.5 m,有效庫(kù)容2.6億m3,屬不完全年調(diào)節(jié)水庫(kù)。

        1 基本情況

        水庫(kù)以灌溉為主,兼顧發(fā)電、防洪、航運(yùn)、養(yǎng)殖等綜合利用效益,下游18 km建有洋潭壩引水樞紐。1966年6月韶山灌區(qū)通水后,引用44.5 m3/s流量灌溉百萬(wàn)畝農(nóng)田,為韶山灌區(qū)的源頭。

        電站原設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量和保證出力分別為1.09億kW·h,5 350 kW。經(jīng)復(fù)核,由于設(shè)計(jì)徑流量偏大,尾水位抬高,下游灌溉用水量增加,加大了補(bǔ)償調(diào)節(jié)流量等原因,分別減少到0.886億kW·h,4 700 kW。

        2 降雨徑流分析

        水庫(kù)流域?qū)儆诟睙釒夂?,春溫秋燥,春夏雨水較多,秋冬雨水較少。流域多年平均降雨量1 367.6 mm,雨水趨向自西南向東北逐漸減少,流域多年平均降水量等值線見附表。

        本流域?qū)偕较院恿?,洪水暴漲陡落,來(lái)勢(shì)兇猛,峰高量大,匯流時(shí)間一般在降雨停留后一個(gè)時(shí)段,可出現(xiàn)洪峰。建庫(kù)后實(shí)測(cè)一、三、五日,最大洪量分別為2.93,4.53,6.30 億 m3, 分別是有效庫(kù)容的 1.12、1.74 和2.42倍。流域出現(xiàn)的洪水多為單峰型,雙峰型或多峰型較少,分別占10%與20%左右。洪水消退規(guī)律一般為3~5天,如洪峰集中者,1天左右可以消退完畢。雙峰型洪水的第二次洪峰間隔時(shí)間一般為1~2天。

        附表 流域多年平均降水量等值線

        3 灌溉

        1965年7 月動(dòng)工修建配套工程——韶山灌區(qū),灌溉進(jìn)水閘的引水樞紐位于水府廟水庫(kù)樞紐下游18 km處的湘潭洋潭。渠道工程分總干渠,南北干渠。其中北干渠又分左右兩干渠。其中左干渠接韶山分渠,總長(zhǎng)239.75 km,在正常引水位66.5 m時(shí),進(jìn)水閘通過(guò)流量設(shè)計(jì)為44.5 m3/s,灌溉湘鄉(xiāng)、寧鄉(xiāng)、湘潭、望城、長(zhǎng)沙、雙峰等縣(市)近百萬(wàn)畝農(nóng)田。在灌區(qū)投入運(yùn)行時(shí),原雙季稻播種面積僅占農(nóng)田面積的25%,現(xiàn)在幾乎全部種上了雙季稻。部分旱土也得到了灌溉,基本上做到了旱澇保收。

        灌溉期4~10月中旬,4~6月因來(lái)水較豐,一般能夠滿足灌溉要求。灌溉供水期從7月~10月中旬。此區(qū)要求發(fā)電服從灌溉,按韶山灌區(qū)渠首設(shè)計(jì)最大流量,即7~8月45m3/s,9月40m3/s,10月35m3/s,根據(jù)側(cè)水來(lái)水進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié),并采取節(jié)水保水措施,力爭(zhēng)達(dá)到設(shè)計(jì)灌溉保證率90%的目標(biāo)。

        4 防洪與現(xiàn)狀

        水府廟水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)的任務(wù)是在各種頻率洪水所相應(yīng)的水庫(kù)允許超高水位的條件下,研究適當(dāng)?shù)暮樗{(diào)節(jié)方式,降低最大的下泄流量,并保證樞紐大壩安全。防洪調(diào)度是在洪水到來(lái)之前,運(yùn)用短期水文氣象預(yù)報(bào),根據(jù)水庫(kù)水情,提前預(yù)泄,騰空部分庫(kù)容,當(dāng)洪水到來(lái)時(shí),截住洪峰??紤]湘鄉(xiāng)允許安全泄流補(bǔ)償調(diào)節(jié),適當(dāng)關(guān)閘與側(cè)水錯(cuò)峰,減少下游的洪水危害。建庫(kù)50年以來(lái),水庫(kù)水文工作者做了很大的努力,收集整編水文資料,不斷改進(jìn)修正洪水單位線和預(yù)報(bào)方法。短期水文預(yù)報(bào)已有較高的水平,只要通訊不中斷,預(yù)報(bào)精度是有保障的,應(yīng)用于水庫(kù)調(diào)度較有把握。目前洪水預(yù)報(bào)調(diào)度只能依靠短期水文預(yù)報(bào),參考短期天氣預(yù)報(bào),興利預(yù)報(bào)調(diào)度因不涉及防洪安全問(wèn)題,則在進(jìn)行分析比較后適當(dāng)考慮氣象預(yù)報(bào)。

        (1)水庫(kù)在2000年已完善了水情遙測(cè)系統(tǒng),系統(tǒng)具有雨水情信息自動(dòng)采集,修改,存儲(chǔ)和查詢功能。不僅有數(shù)據(jù)的列表查詢,還有圖形方式表現(xiàn)的水庫(kù)上下游水位、隨時(shí)間變化的出入庫(kù)流量。加強(qiáng)了水庫(kù)調(diào)度人員及管理員對(duì)水情的即時(shí)掌控,為洪水預(yù)報(bào)和決策提供了可靠的支持平臺(tái)。

        (2)實(shí)時(shí)交互式洪水預(yù)報(bào)及調(diào)度系統(tǒng)。該項(xiàng)目由大連理工大學(xué)于2000年建設(shè),系統(tǒng)提供了預(yù)報(bào)降雨開始時(shí)間設(shè)置,時(shí)段降雨錄入,初始值計(jì)算,適時(shí)降雨預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)降雨產(chǎn)生的洪水總量等主要功能。將降雨量、入庫(kù)流量、預(yù)報(bào)流量以圖形的方式顯示出來(lái)。還提供了按任意時(shí)段泄洪量或交互啟閉泄流量設(shè)備的任一組合,推求出水庫(kù)適時(shí)預(yù)報(bào)調(diào)度方案。具有操作簡(jiǎn)明,生成調(diào)度方案快速,可根據(jù)實(shí)際水情適時(shí)調(diào)整等特點(diǎn)。

        5 關(guān)于洪水資源利用的思考和建議

        水是人民生活和社會(huì)生產(chǎn)不可缺少的自然資源和經(jīng)濟(jì)資源,是國(guó)家重要的戰(zhàn)略資源,在保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中具有不可替代的作用。在保證水庫(kù)及上下游安全的前提下,盡量做到使防洪和興利在庫(kù)容分配上結(jié)合起來(lái),加強(qiáng)水庫(kù)調(diào)度,最大限度地減少洪水期棄水,是提高水庫(kù)的綜合效益,充分利用水資源的主要措施。

        (1)汛限水位的認(rèn)識(shí)和定義。水府廟水庫(kù)因受上游淹沒限制,設(shè)計(jì)時(shí)未留防洪庫(kù)容。只能利用正常高水位以上庫(kù)容滯洪調(diào)蓄消減部分洪峰。湖南省防汛指揮部考慮防洪安全,于1995年重新規(guī)定水府廟水庫(kù)汛限水位:4~6月92 m,7~9月94 m,經(jīng)過(guò)10年運(yùn)行后,2005年湖南省防汛指揮部根據(jù)實(shí)際情況,重新核定水府廟水庫(kù)汛限水位:4~6月93 m,7~9月94 m。汛限水位是指水庫(kù)汛期允許興利蓄水的上限水位,也是汛期水庫(kù)防洪調(diào)度的起調(diào)水位,它與防洪高水位之間的庫(kù)容稱為防洪庫(kù)容。汛期水位是防洪時(shí)的起調(diào)水位,并不是水庫(kù)汛期防洪蓄水不能超過(guò)的水位。一場(chǎng)洪水過(guò)后,水庫(kù)為了保護(hù)下游防洪安全,一般攔洪攔蓄在庫(kù)內(nèi),從理論上,庫(kù)水位應(yīng)從汛限水位開始上漲,上漲的幅度視入庫(kù)洪水的大小而不同,一場(chǎng)洪水過(guò)后,為了防止汛期下一場(chǎng)洪水的發(fā)生,水庫(kù)應(yīng)根據(jù)下游防洪實(shí)際情況,及時(shí)將庫(kù)內(nèi)攔蓄的洪水下泄,將水庫(kù)再回落到汛限水位。

        (2)水庫(kù)的水資源主要來(lái)源是降水,雖然一般年景雨水豐沛,但因時(shí)空分布極為不均,“水多水少”的問(wèn)題十分突出。如2003年先澇后旱,5月份發(fā)生30年一遇的大洪水,6月下旬以后,出現(xiàn)高溫少雨天氣。旱情、災(zāi)情為50年罕見。8月28日8時(shí),水庫(kù)水位低于死水位0.47 m,下游灌區(qū),上游庫(kù)區(qū)用水矛盾十分突出。河流的水文特性,受到地球和大氣運(yùn)行規(guī)律的制約,除少數(shù)情況外,年內(nèi)都有洪水期和枯水期之分,但是洪、枯水期的劃分并不是那么一成不變的,從防洪方面來(lái)考慮,往往要在汛期內(nèi)盡量多留出庫(kù)容迎接可能遲發(fā)的洪水,故規(guī)定允許蓄水時(shí)間較晚,如遇到枯水期提前,則所有防洪庫(kù)容就蓄不上水,不能滿足興利要求。水府廟水庫(kù)六月份是主汛期雨季結(jié)束臨界期,也是興利與防洪矛盾突出的月份,因此6月份及以后發(fā)生的洪水,如中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)沒有后期洪水的情況下,應(yīng)考慮蓄水為主,攔截洪水尾部至正常水位,以保證后期的灌溉和興利要求;4~6月份如一場(chǎng)洪水后中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)來(lái)水有保障,洪水間隔時(shí)期較長(zhǎng),能保障防洪安全的前提下,可考慮適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)調(diào)度,攔截洪水尾部至汛限水位以上,在下次洪水到來(lái)之前,利用加大出力將庫(kù)水位消落至汛限水位,最大限度地重復(fù)利用防洪庫(kù)容;如短期預(yù)報(bào)有較大洪水,在洪水到來(lái)之前,通過(guò)加大出力和預(yù)泄騰庫(kù)迎峰,在洪水到來(lái)之前將水位降至汛限水位以下;根據(jù)氣象部門雨季結(jié)束預(yù)報(bào),當(dāng)汛末最后一場(chǎng)洪水的洪峰過(guò)后,及時(shí)攔截洪水尾部,回充至正常水位。通過(guò)以上這些措施減少棄水,重復(fù)利用防洪庫(kù)容,充分利用水資源。因此需要,在限制洪水危害范圍和程度的同時(shí),加快氣象、水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)。提高中長(zhǎng)期水情預(yù)見期和預(yù)報(bào)精度。同時(shí)需要有關(guān)部門和水庫(kù)管理者積極協(xié)調(diào)配合,科學(xué)、民主、靈活地制定防洪標(biāo)準(zhǔn),防御洪水方案。

        1 程殿龍,尚全民,等.以科學(xué)精神和積極態(tài)度對(duì)待洪水資源化[J].中國(guó)水利,2004,(15):25-27.

        2 吉林防辦.洪水資源化的實(shí)踐[J].中國(guó)防汛抗旱,2004,(1):22-24.

        3 劉國(guó)平.對(duì)水庫(kù)汛限水位及防洪庫(kù)容的理解和認(rèn)識(shí)[J].防汛和抗旱,2001,1.

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