戴會(huì)冉 劉兵超 曹信波
【摘要】本文主要介紹了大黑汀水庫建庫以來的興利調(diào)度,并介紹了2012年、2016年、2017年具體的洪水調(diào)度情況,通過來水情況,在保障大壩安全的前提下,制定不同的洪水調(diào)度計(jì)劃,目的是為了攔蓄洪水,抬高庫水位,充分利用洪水資源供水發(fā)電、泄洪發(fā)電,使洪水資源利用最大化。
【關(guān)鍵詞】大黑汀水庫;興利調(diào)度;防洪調(diào)度
1、概述
引灤樞紐工程主要包括引灤樞紐工程、引灤入津工程、引灤入唐工程和灤河下游農(nóng)業(yè)輸水工程。引灤樞紐工程作為引灤工程的龍頭,它由潘家口水利樞紐工程、大黑汀水利樞紐工程和引灤樞紐閘三部分組成,潘家口水庫、大黑汀水庫作為津、唐兩市供水的水源地,在水資源配置中起主要作用。
大黑汀水庫于潘家口水庫主壩下游30千米處的灤河干流上,總庫容3.37億立方米。其主要作用是承接潘家口水庫下泄水量,攔蓄潘家口、大黑汀水庫區(qū)間來水,抬高水位,跨流域向天津市、唐山市和下游工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活用水提供水源,并利用輸水發(fā)電。
2、水庫調(diào)度
大黑汀水庫的調(diào)度運(yùn)用,是在確保大壩工程安全的前提下,根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和水庫實(shí)際蓄水情況,結(jié)合下游河道防洪現(xiàn)狀制定洪水調(diào)度方案,經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)后執(zhí)行。大黑汀水庫和潘家口水庫執(zhí)行“統(tǒng)一調(diào)度,聯(lián)合運(yùn)用”的原則。大黑汀水庫汛限水位為133.0米,沒有防洪庫容,依據(jù)入庫洪量大小,按照“來多少,泄多少”的原則,實(shí)施洪水調(diào)度。
2.1興利調(diào)度
大黑汀水庫嚴(yán)格執(zhí)行潘家口水庫下達(dá)的供水計(jì)劃,根據(jù)供水流量的多少,制定供水調(diào)度方案,主要以機(jī)組發(fā)電為主,若流量達(dá)不到供水要求,可以根據(jù)供水流量的多少和供水部位,通過渠首閘、底孔、溢流閘補(bǔ)充流量,滿足供水流量。
截止到2017年年底累計(jì)完成供水403億m3,其中天津供水184億m3,唐山市和遷安供水50.5億m3,灤河下游供水167億m3,唐山港路鋼鐵有限公司供水66萬m3,津西供水980萬m3,為津、唐兩市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供保障。自1979年-2017年大黑汀水庫歷年調(diào)節(jié)水量如圖1。
2.2防洪調(diào)度
大黑汀水庫防洪調(diào)度根據(jù)入庫流量和庫水位漲勢(shì)情況,首先調(diào)度水電站機(jī)組投入運(yùn)行,充分利用下泄洪水發(fā)電。當(dāng)水庫水位達(dá)到汛限水位133.00m時(shí),應(yīng)首先開啟6孔底孔閘門,而后開啟23孔溢流閘。如23孔溢流閘全開仍不能滿足泄洪要求,可再逐孔開啟其余2孔底孔閘門和5孔溢流閘。
現(xiàn)將2012年、2016年、2017年三年出現(xiàn)的洪水調(diào)度情況概括如下,并根據(jù)實(shí)際調(diào)度情況進(jìn)行總結(jié)分析。
2.2.1 2012年洪水調(diào)度情況
7月22日4時(shí)25分灑河來水流量1800-1900m3/s,5時(shí)40分庫水位128.36m,22日8時(shí)入庫洪峰流量2130m3/s,僅次于1994年“7.13”洪水(洪峰流量2150m3/s)。大黑汀的入庫洪水過程,如圖1-1。
具體的調(diào)度過程如圖2:
7月19日8時(shí)大黑汀水庫庫水位128.11m,距汛限水位133.00m相差4.89m,汛限水位以下防洪庫容為1.04億m3。根據(jù)天氣預(yù)報(bào),未來3天將有1次較大的降雨過程。7月20-21日,受河套地區(qū)的高空槽性影響,同時(shí)由于副熱帶高壓維持形成的阻擋作用,灑河流域普降大到暴雨,局部特大暴雨。
水位持續(xù)抬高,7月25日8時(shí)水位抬高至132.33m,7月25日11時(shí),根據(jù)入庫洪水情況,向?yàn)春酉掠魏拥佬购椤P购橄韧ㄟ^河電機(jī)組運(yùn)行,剩余流量通過底孔或溢流閘泄洪。25日14日入津停水,入唐流量加至35m3/s,由渠首機(jī)組發(fā)電的剩余流量通過退水閘向?yàn)春酉掠魏拥佬顾?6:40入唐流量加至43m3/s。23:00庫水位132.23m,入庫124m3/s。26日5時(shí)水位132.20m,入庫81.1m3/s,一直持續(xù)到7月27日8時(shí),庫水位132.24m。
2.2.2 2016年洪水調(diào)度情況
2016年7月25日8時(shí)水位129.83m,日均流量76.6m3/s,11時(shí)庫水位129.91m,入庫流量148m3/s,20時(shí)48分,庫水位130.38m,入庫流量371m3/s,為本次將水的最大流量。大黑汀的入庫洪水過程,如圖3.本次降水雖然流量不大,由于7月21日-7月23日一直有降水,地面趨于飽和,將全部形成徑流匯集到水庫中。
具體調(diào)度過程如下:
根據(jù)氣象部門預(yù)報(bào),7月28日至30日,唐山市將有一次降雨過程,大黑汀水庫26日早8:00水位130.93米,日均入庫265m3/s,預(yù)計(jì)27日早8:00大黑汀水庫水位將接近132.0米,為保障大黑汀水庫運(yùn)行安全,需預(yù)泄洪水騰空部分庫容。
2.2.3 2017年洪水調(diào)度情況
大黑汀水庫網(wǎng)箱養(yǎng)魚于2016年11月-2017年5月底全面清理完成后,水庫運(yùn)行方式也發(fā)生了很大變化,為了改善水庫水質(zhì)置換水體,從5月21日開始,水庫水位維持在121.60m左右運(yùn)行,6月14日水位降到最低(水位120.20m),直到8月4日(水位128.63m),水庫迎來今年第一次強(qiáng)降雨后,水位才恢復(fù)到正常的發(fā)電水位。
8月2-3日,灤河流域普降暴雨和特大暴雨,降雨量創(chuàng)2012年以來新高。降雨過程中,潘、大水庫以上的灤河流域最大日降雨量發(fā)生在潵河藍(lán)旗營(yíng)站,降雨量達(dá)274毫米,且發(fā)生100毫米以上的雨量站共21個(gè)。截至8月3日10:00,潘家口水庫水位212.69m、庫容152026萬m3、反推入庫流量1500m3/s。大黑汀水庫水位125.76m、庫容16561萬m3、反推入庫流量1922m3/s。本次洪水過程,8月3日9時(shí)30分,大黑汀水庫庫水位125.54m,最大入庫流量2060m3/s(僅次于2012年“7.21”最大洪峰流量2130m3/s)。直到8月8日8時(shí)解除,庫水位蓄至130.01m。本次洪水過程如圖4.
這次大的降水過程中,大黑汀水庫一直處于低水位運(yùn)行,為抬高庫水位,將此次洪水全部攔蓄,為以后的興利調(diào)度提供保障。
3、結(jié)論
興利調(diào)度需要嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)度指令,首先要根據(jù)供水流量大小和需要供水的斷面(天津、唐山、灤河下游)情況,結(jié)合庫水位,若庫水位滿足機(jī)組運(yùn)行水位,則通過機(jī)組發(fā)電供水;若庫水位不滿足,則通過閘門供水。在滿足各斷面總供水流量的情況下,調(diào)整各分?jǐn)嗝娴拈l門(入津閘、入唐閘和退水閘)開啟高度,保證各斷面供水流量。
洪水調(diào)度過程中,需要各部門通力協(xié)作,并時(shí)刻關(guān)注上游沿線的水情、雨情、工情的變化情況,根據(jù)變化情況,實(shí)時(shí)調(diào)整調(diào)度方案。2012年洪水調(diào)度過程中,既攔蓄了洪水又充分利用洪水滿足了興利調(diào)度的要求,充分利用洪水供水發(fā)電。2016年洪水調(diào)度過程中,通過底孔閘門和機(jī)組放水發(fā)電提前預(yù)泄,騰空一部分庫容,為未來洪水預(yù)留庫容。2017年洪水調(diào)度過程中,根據(jù)大黑汀水庫水質(zhì)情況,低水位運(yùn)行,大部分庫容被騰空,將這次洪水全部攔蓄,為興利調(diào)度提供水源。
4、建議
⑴興利調(diào)度中,嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)度指令,通過不斷積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提高兩個(gè)及以兩個(gè)上斷面供水的流量精度。
⑵防洪調(diào)度中,結(jié)合大壩實(shí)際運(yùn)行情況和來水情況,既要充分利用洪水資源,又要最大限度的降低洪水資源帶來的風(fēng)險(xiǎn)。既攔蓄洪水,又充分利用洪水供水發(fā)電或泄洪發(fā)電,使洪水資源利用率最大化。
⑶隨著通訊設(shè)備和先進(jìn)儀器設(shè)備的不斷引入,加強(qiáng)氣象預(yù)報(bào)和洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)的研究,提高預(yù)報(bào)精度,為興利調(diào)度和防洪調(diào)度提供更可靠、更精確的數(shù)據(jù),為更好的利用洪水資源提供保障。
參考文獻(xiàn):
[1]高云明,溫立成,聞立蕓.大黑汀水庫洪水資源調(diào)度初探——以2012年“7·21”洪水為例[J].海河水利,2012(06):31-33+41.