龐英偉
(廣西玉林水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 廣西玉林 537000)
旺盛江水庫(kù)位于廣西博白縣、浦北縣、合浦縣的交界處,浦北縣石埇鎮(zhèn)旺盛江村。主壩距合浦縣城區(qū)70km,距北海市城區(qū)120km,石埇鎮(zhèn)至旺盛江主壩的四級(jí)公路從壩首通過(guò),交通比較便利。旺盛江水庫(kù)是一座以灌溉為主,結(jié)合防洪、發(fā)電、供水等綜合利用的大(2)型水利工程。旺盛江水庫(kù)是合浦水庫(kù)的組成部分,與小江水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)行起輸水走廊作用。水庫(kù)控制集雨面積133km2,總庫(kù)容1.373億m3。水庫(kù)主要建筑物包括:主壩1座、副壩39座、溢洪道5座、放水涵管及隧洞30座,連通渠10處。水庫(kù)與小江水庫(kù)聯(lián)合設(shè)計(jì)灌溉面積5.41萬(wàn)hm2,有效灌溉面積4.67萬(wàn)hm2,最大實(shí)灌5.27萬(wàn)hm2,防洪保護(hù)下游人口52萬(wàn)人,耕地2.67萬(wàn)hm2,發(fā)電裝機(jī)8臺(tái)共1520kW。
(1)主壩。旺盛江主壩為均質(zhì)土壩,壩頂長(zhǎng) 295m,壩頂高程 50.04m,最大壩高 28.8m,壩頂寬 6.7m,壩頂為泥結(jié)石路面,上游防浪墻頂高程為51.15m。
(2)副壩。旺盛江水庫(kù)共有副壩39座,基本為均質(zhì)土壩,壩頂高程49.50~50.24m,壩頂長(zhǎng)度 40.0~686m,最大壩高 5.80~19.88m,壩頂寬度3.60~8.5m。
旺盛江水庫(kù)共有5座溢洪道,除古樓坡溢洪道外,其余溢洪道均為堰閘形式。
第 1溢洪道位于浦北縣石胴鎮(zhèn)下壩村附近的山坳上,建于1960年,為有閘門控制寬頂堰。溢洪道進(jìn)水口呈喇叭形,閘室段為有閘門控制的寬頂堰,閘室底板高程為42.7m,安裝8m×7.35m(B×H)弧形鋼閘門2扇。
第2溢洪道位于旺盛江水庫(kù)主壩南面約2km處,建于 1960年,為有閘門控制寬頂堰。溢洪道進(jìn)水口呈喇叭形,閘室段為有閘門控制的寬頂堰,閘室底板高程為42.73m。安裝了12.0m×5.0m(B×H)弧形鋼筋混凝土閘門1扇。
第3溢洪道位于主壩與導(dǎo)流壩之間,即主壩左壩端,1986年 5月竣工,是旺盛江水庫(kù)的主要排洪建筑物。該溢洪道進(jìn)水口呈喇叭形,閘室段為有閘門控制的駝峰堰,堰頂高程為40.86m,安裝10m×6.3m(B×H)弧形鋼閘門3扇。
第4溢洪道位于2#引堤右壩端,沿山坡布置,該溢洪道控制段溢流堰的堰型為實(shí)用堰,堰前緣寬16.5m,堰頂高程44.27m。閘墩上設(shè)檢修及工作閘門,工作閘門共設(shè)5扇平板閘門控制,閘孔尺寸均為 2.5m×2.5m(B×H),啟閉設(shè)備采用 5臺(tái)QL-2×10t手電兩用螺桿機(jī)。
第5溢洪道(古樓坡)位于六湖2#壩的左側(cè)30m處,為開(kāi)敞式溢洪道.溢洪明渠段長(zhǎng) 104m,寬24.0m,進(jìn)口高程為46.87m。
連通渠包括引堤1#坳連通渠、引堤2#坳連通渠、引堤3#坳連通渠、渡槽出口連通渠、羅馬田連通渠、曲樟連通渠、馬長(zhǎng)沖連通渠、曼頭墩連通渠、石江連通渠、馬王塘連通渠。
旺盛江水庫(kù)流域?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,溫暖濕潤(rùn),光熱充足,全年無(wú)霜,雨量充沛。本流域地形東面是高山,形成一道天然屏障,西面地勢(shì)較低,是南流江沿岸,受臺(tái)風(fēng)影響較大。其洪水絕大部分受臺(tái)風(fēng)影響,暴雨多發(fā)生在6、7、8月份,多年平均年最大24小時(shí)暴雨均值為160mm,2000年一遇校核標(biāo)準(zhǔn)年最大 24小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨656mm,100年一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)年最大24小時(shí)設(shè)計(jì)暴雨438mm。
旺盛江水庫(kù)與小江水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)行起輸水走廊作用,小江水庫(kù)的水通過(guò)旺盛江水庫(kù)后灌溉農(nóng)田和向北海市供水。旺盛江水庫(kù)是由人工渠連接的中小型水庫(kù)群組成的大(2)型水庫(kù),自東北向西南分布形成狹長(zhǎng)的水網(wǎng),起到輸水和徑流調(diào)節(jié)的作用。水庫(kù)群包括旺盛江主庫(kù)、蘇眾子庫(kù)、羅馬田子庫(kù)、六湖子庫(kù)、馬王塘子庫(kù)等等。旺盛江水庫(kù)共有 5座溢洪道,正常蓄水位 46.87m,除古樓坡溢洪道為自由出流外,其余4座溢洪道均為有閘門控制。由此看出,水庫(kù)洪水調(diào)度比較復(fù)雜。
根據(jù)水庫(kù)實(shí)際,結(jié)合現(xiàn)狀防洪情況,通過(guò)嚴(yán)格控制蓄水確保水庫(kù)及上下游安全。旺盛江水庫(kù)每年汛期嚴(yán)格執(zhí)行自治區(qū)防汛抗旱指揮部下達(dá)的水庫(kù)控制運(yùn)用計(jì)劃,確保旺盛江水庫(kù)科學(xué)調(diào)蓄洪水,發(fā)揮水庫(kù)最大防洪減災(zāi)效益。近年來(lái)旺盛江水庫(kù)汛期控制運(yùn)用水位,主汛期(5月21日~8月31日)46.34m;后汛期(9月1日~9月30日)46.87m。
水庫(kù)在汛期的不同階段,根據(jù)實(shí)時(shí)庫(kù)水位、天氣預(yù)報(bào)、預(yù)報(bào)降雨量等情況在洪水入庫(kù)前進(jìn)行預(yù)泄。當(dāng)洪水入庫(kù)時(shí),渠首水閘關(guān)閉,小江水庫(kù)停止向旺盛江水庫(kù)放水,根據(jù)水庫(kù)來(lái)水情況開(kāi)啟各溢洪道閘門并視洪水入庫(kù)流量情況調(diào)整閘門開(kāi)啟度。在水庫(kù)水位未超過(guò)正常水位前,控制下泄流量不超過(guò)入庫(kù)流量,隨著入庫(kù)流量的增加,泄流量也加大,直至按泄水建筑物的泄流能力自由泄流。
水庫(kù) 3#溢洪道主要排泄旺盛江主庫(kù)與引堤之間的洪水,1#和2#溢洪道主要排泄旺盛江主庫(kù)(包括六湖和馬旺塘)的洪水。根據(jù)旺盛江水庫(kù)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),依據(jù)洪水情況先開(kāi)啟2#溢洪道,其次是 1#溢洪道,最后是 3#溢洪道。水位超過(guò)46.87m時(shí),古樓坡溢洪道自由敞泄。洪水后期及汛末視天氣和水庫(kù)實(shí)際水情合理調(diào)蓄運(yùn)用。
旺盛江本庫(kù)與六湖子庫(kù)通過(guò)曲樟大挖方連通,六湖子庫(kù)與馬王塘子庫(kù)通過(guò)馬長(zhǎng)沖、漫頭墩大挖方連通;引堤子庫(kù)和旺盛江本庫(kù)通過(guò)渡槽連通。旺盛江本庫(kù)有第1、第2、第3溢洪道,引堤子庫(kù)有2號(hào)引堤第4溢洪道,六湖子庫(kù)有古樓坡1座溢洪道,馬王塘子庫(kù)無(wú)溢洪道。馬王塘子庫(kù)汛期洪水通過(guò)馬長(zhǎng)沖連通渠流到六湖子庫(kù)溢洪道排洪,故擬將水庫(kù)群分為3個(gè)子庫(kù)(即蘇眾、羅馬田、旺盛江為1一個(gè)庫(kù),六湖水庫(kù)為1個(gè)庫(kù),馬王塘水庫(kù)為1個(gè)水庫(kù))分別計(jì)算洪水,然后聯(lián)合調(diào)洪。
(1)旺盛江、六湖、馬王塘聯(lián)合調(diào)洪計(jì)算。調(diào)洪計(jì)算分別對(duì)3個(gè)子庫(kù)進(jìn)行調(diào)洪,但當(dāng)連通的2個(gè)水庫(kù)水位不平衡時(shí),考慮連通渠自高水位一側(cè)向低水位水庫(kù)流,其流量隨兩水庫(kù)水位變化而變化,過(guò)流能力通過(guò)試算法推求。先假定一個(gè)過(guò)流量Q1,結(jié)合各時(shí)段入庫(kù)洪水流量,對(duì)連通渠兩端的水庫(kù)進(jìn)行調(diào)洪演算,得出兩端水庫(kù)洪水位,同時(shí)根據(jù)實(shí)測(cè)連通渠斷面及假設(shè)的過(guò)流量Q1,以低洪水位水庫(kù)相應(yīng)水位為起推水位,往上游推水面線,得上游水位H1,與水庫(kù)調(diào)洪求得的高水位水庫(kù)調(diào)洪水位H2比較,若水庫(kù)調(diào)洪求得的高水位水庫(kù)洪水位 H2=H1,則假定流量正確,否則重新假定一個(gè)Q2,直到H2=H1為止。成果見(jiàn)表1。
(2)統(tǒng)一調(diào)洪計(jì)算。不考慮各連通渠的影響,將旺盛江所有水庫(kù)作為一個(gè)整體,統(tǒng)一調(diào)洪計(jì)算。
(3)合理性分析。從聯(lián)合調(diào)洪方式成果看出:馬王塘水庫(kù)和旺盛江水庫(kù)水位差0.73m,校核洪水位馬王塘水庫(kù)和旺盛江水庫(kù)水位差0.98m。從水庫(kù)歷年運(yùn)行情況看,水庫(kù)排洪較大的2008年洪水,2#、3#排洪道同時(shí)排洪,壩首水位為46.67m,渠首水位為47.10m,水位差0.43m,1994年洪水,1#、2#、3#排洪道同時(shí)泄洪,壩首水位為 46.52m,渠首水位為 47.22m,水位差0.7m,隨著洪水位升高,泄洪量加大,水位差也增加,但沒(méi)有超過(guò) 1.0m??梢钥闯?,本研究成果基本符合實(shí)際調(diào)度情況。從結(jié)果看,建議采用聯(lián)合調(diào)洪成果。
表1 旺盛江水庫(kù)調(diào)洪成果表
本文結(jié)合水庫(kù)群特點(diǎn),進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)洪及整體調(diào)洪兩方案論證,提出了聯(lián)合調(diào)洪方式,為水庫(kù)安全調(diào)度運(yùn)行提供依據(jù)。