何麗娟

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113007)

1 水庫流域及工程概況

大伙房水庫位于遼寧省撫順市東部，遼河的大支流渾河中上游，水庫的控制流域面積5 437 km2，總庫容22.68億 m3。

渾河流域南部與太子河流域相鄰，北面與清河、柴河、范河及遼河干流接壤，東部以龍崗山脈與鴨綠江流域及松花江流域分界。渾河流域跨E112°20'～E125°15'，N41°00'～42°15'。

水庫由渾河、蘇子河和社河3條河流匯入。渾河發(fā)源于遼寧省清原縣彎甸子鄉(xiāng)的長白山支脈滾馬嶺，海拔高程750 m，始稱紅河。

向北流至清原附近與第一支流英額河匯合，匯合后稱渾河。西南流至營盤附近，左岸納入最大支流蘇子河，至大伙房壩址上游，左岸還有社河匯入。

大伙房水庫是一座防洪、供水、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大型水庫。

輸水建筑物主要有:2孔輸水洞;5孔主溢洪道;7孔非常溢洪道;有2臺機(jī)組水電廠等，其泄流能力見表1。

2 水庫調(diào)度的作用

水庫調(diào)度是實現(xiàn)水庫綜合利用的一個重要手段，它可以對水庫的運行具體決策，以便定量地解決水庫綜合利用中存在的矛盾，它是保障水庫安全運行，充分發(fā)揮水庫綜合效益非常重要的環(huán)節(jié)[1]。大伙房水庫于1958年建成，已運行54 a，通過幾代水情調(diào)度人員的辛勤工作，使水庫的調(diào)蓄功能得到了充分發(fā)揮，使有限的水資源得到了合理充分地利用，為國家創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)和社會效益，真正實現(xiàn)了水庫興利除害的作用。

表1 水庫各輸水建筑物泄流能力表

3 水庫調(diào)度的現(xiàn)狀

3.1 汛前準(zhǔn)備

水庫流域的降雨及天然入庫流量是一種隨機(jī)變量，它的出現(xiàn)具有偶然性，但通過多年降雨徑流等水文資料比較，也顯示出一定的規(guī)律性。

根據(jù)這一特點，水庫調(diào)度人員一般每年在6月1日進(jìn)入汛期以前，依據(jù)多年水文、氣象及流域上游水利普查等基本資料，通過相關(guān)分析及水文水利計算，預(yù)計出本年度春汛來水量多少。

在此基礎(chǔ)上做好汛期準(zhǔn)備工作，將自動化雨量遙測設(shè)備安置在上下游31個雨量監(jiān)測點及3個入庫流量站。檢查調(diào)試水庫出口的各個測流設(shè)備，以便為農(nóng)業(yè)灌溉及主汛期防洪等提供可靠的保證。

3.2 汛期科學(xué)的預(yù)報及調(diào)泄

根據(jù)氣象意義上的汛期定義，汛期從7月1日開始，9月1日結(jié)束，主汛期于7月20日開始，8月10日結(jié)束。

但近幾年全球氣候變化越來越復(fù)雜，極端天氣事件增多，水旱災(zāi)害頻繁發(fā)生，區(qū)域性強(qiáng)降水過程偏多，洪澇災(zāi)害較為嚴(yán)重，水庫調(diào)度必須高度警惕，嚴(yán)陣以待，全力做好防御暴雨洪水的各項準(zhǔn)備工作。

大伙房水庫上游流域為山丘地帶，本流域洪水主要發(fā)生在6—9月，洪水成因主要是此期間的大暴雨，降雨主要集中在7、8月，主汛期一般在7月10日—8月20日。

為了防洪需要，水庫實時調(diào)度以洪水的季節(jié)性特點為依據(jù)，將汛期劃分為若干階段，針對不同時期采用適當(dāng)?shù)姆椒ù_定并執(zhí)行各自的汛限水位，見表2。

表2 主汛期和后汛期防洪限制水位及相應(yīng)庫容

分期汛限水位法不僅為水庫增加了蓄水量，又增強(qiáng)了水庫抗洪能力。為了提高水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)和供水能力，2005年投資1.9億元對水庫進(jìn)行了除險加固。

加高大壩和溢洪道閘門，修筑了非常溢洪道等，提高水庫調(diào)蓄能力;又采取了一系列非工程措施來提高水庫的標(biāo)準(zhǔn)，投資近百萬元建立了水情自動化測報系統(tǒng)，目前水位自動測報系統(tǒng)采用的浮子和壓力水位計同時使用，以作比較。

水庫流域上下游共設(shè)立31個自動化水情測報雨量點、3個入庫流量站，并和大連理工大學(xué)聯(lián)合，共同開發(fā)研制出了洪水預(yù)報數(shù)學(xué)模型，編制成實時調(diào)度軟件，提高了預(yù)報精度。

主汛期水情調(diào)度人員將上游14個自動雨量點收集的雨量數(shù)據(jù)分析計算后，輸入實時調(diào)度軟件系統(tǒng)，做出實時洪水預(yù)報，從而得到上游土壤含水率、凈雨、水庫入庫流量過程等數(shù)據(jù)，為防洪及泄洪提供相應(yīng)的依據(jù)。主汛期、后汛期調(diào)節(jié)原則及調(diào)度方式為:

3.2.1 主汛期洪水調(diào)節(jié)原則

大伙房水庫的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和下游防御目標(biāo)的防洪標(biāo)準(zhǔn):水庫按1 000 a一遇洪水設(shè)計，設(shè)計洪水位為136.63 m;可能最大洪水校核，校核洪水位為139.32 m;發(fā)生300 a一遇洪水保沈陽城市安全，河道組合流量≤6 260 m3/s;發(fā)生100 a一遇洪水保撫順城市安全，河道組合流量≤4 000 m3/s;發(fā)生50 a一遇洪水保沈陽以下農(nóng)田安全，河道組合流量≤4 070 m3/s。

水庫除險加固后的調(diào)度方式是以1960年和1995年2個典型年為基礎(chǔ)，經(jīng)過多方案比較優(yōu)化確定的[2-3]。

主汛期防洪限制水位為126.4 m，除險加固前，庫水位128.1 m為下游錯峰，關(guān)閉主溢洪道，由于本次設(shè)計洪水加大，典型年增加了1995年。

水庫的調(diào)度方式主要是考慮下游防洪要求，經(jīng)多方案取外包，最終確定庫水位128.8 m為下游錯峰關(guān)閉主溢洪道;庫水位131.5 m時主溢洪道開2孔;庫水位133 m時主溢洪道5孔全開;庫水位136.32 m時非常溢洪道開3孔;庫水位136.52 m時非常溢洪道7孔全開;庫水位136.32 m是300 a一遇洪水只開主溢洪道，不開非常溢洪道所達(dá)到的最高水位，即非常溢洪道起用標(biāo)準(zhǔn)為300 a以上。此調(diào)度方式是設(shè)計情況，考慮了關(guān)山水庫。

3.2.2 大伙房水庫主汛期的調(diào)度方式

調(diào)度方式為:

1)水位126.4 m時，開輸水洞、主溢洪道。

2)水位128.8 m時，開輸水洞、關(guān)主溢洪道。

3)水位131.5 m時，開輸水洞、開主溢洪道2孔。

4)水位133.0 m時，開輸水洞、開主溢洪道5孔。

5)水位136.32 m時，開輸水洞、開主溢洪道，開非常溢洪道3孔。

6)水位136.52 m時，開輸水洞、開主溢洪道、開非常溢洪道7孔。

3.2.3 后汛期調(diào)洪原則

考慮到水庫的設(shè)計洪水變化不大，洪水開始入庫就開始為下游錯峰，錯峰流量為400 m3/s，當(dāng)入庫流量＜400 m3/s時，水庫下泄流量等于入庫流量，保持汛限水位不變，調(diào)節(jié)300 a一遇洪水時，沈陽出現(xiàn)洪峰4 h后停止錯峰，記載水庫停錯水位，調(diào)節(jié)水庫設(shè)計洪水、可能最大洪水時，水庫水位達(dá)到停錯水位停止錯峰，全開泄流設(shè)備泄洪[4]。

3.2.4 后汛期泄流方式

洪水開始入庫就開始為下游錯峰，錯峰流量為400 m3/s，當(dāng)入庫流量＜400 m3/s時，水庫下泄流量等于入庫流量;停止錯峰時間的確定。

當(dāng)調(diào)節(jié)區(qū)間設(shè)計、水庫相應(yīng)洪水時，停止錯峰的判別條件是:區(qū)間洪峰出現(xiàn)4 h后停止錯峰。當(dāng)調(diào)節(jié)水庫設(shè)計洪水時，可能最大洪水的停止錯峰的判別條件是:沈陽水文站出現(xiàn)6 260 m3/s時;為了減輕下游負(fù)擔(dān)，停止錯峰后泄洪支洞和水電廠不泄流。

4 水庫調(diào)度存在的問題及發(fā)展

1)水庫的入庫洪水預(yù)報不僅只根據(jù)上游的降雨情況，還有許多復(fù)雜因素，例如:上游植被的改變情況，上游各種建筑物拆、建情況，上游引、用水情況等。這些因素直接影響到洪水預(yù)報的精度。

因此每年汛后必須及時對上游情況進(jìn)行水利調(diào)查，掌握準(zhǔn)確的環(huán)境資料。要根據(jù)各種情況的變化，及時修正預(yù)報結(jié)果和方案。同時還要及時對自動化預(yù)報軟件參數(shù)進(jìn)行修改更新，充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)增加預(yù)見期，這樣才能保證預(yù)報結(jié)果的精度，科學(xué)合理調(diào)度，充分發(fā)揮水庫調(diào)節(jié)功能，為國家分憂，為百姓造福。

2)自動化雨量遙測系統(tǒng)由于運行年份較長，設(shè)備老化嚴(yán)重，故障頻繁，許多零部件都因產(chǎn)品更新?lián)Q代無處購買，這不僅影響水情預(yù)報精度，還不利于收集資料的完整，因此，建議對自動化雨量設(shè)備及時更新?lián)Q代。

另一方面由于條件限制，流域部分雨量站點地點選擇不適，也影響著洪水預(yù)報精度，這些都有待進(jìn)一步改進(jìn)完善。

[1] 大伙房水庫管理局.大伙房水庫調(diào)度工作手冊:第二版[S].撫順:大伙房水庫管理局，2008.

[2] 陳華，郭生練等.基于Web的水庫洪水預(yù)報調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[J].武漢大學(xué)學(xué)報:工學(xué)版，2004，37(03):27-31.

[3] 史長瑩，簡新平，李麗英.王快—西大洋水庫聯(lián)合調(diào)度研究[J]. 黑龍江大學(xué)工程學(xué)報，2012，03(01):7-10.

[4] 崔慶峰，孫意菲.白云山水庫洪水預(yù)報及洪水調(diào)度研究[J].黑龍江水利科技，2011(05):67-69.