張澤文，翟城武，魏于茜

（陜西水環(huán)境工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,陜西 西安 710018）

0 前言

水庫(kù)作為攔蓄利用地表徑流最有效的工程措施,也是調(diào)節(jié)水資源減小洪災(zāi)最重要、最有效的一個(gè)環(huán)節(jié)。制定科學(xué)合理的水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃,為王圪堵汛期調(diào)度運(yùn)行提供依據(jù),可有力保障水庫(kù)在安全度汛,降低上下游洪水風(fēng)險(xiǎn),獲取相對(duì)更大的興利效益。

1 汛期調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃編制依據(jù)

1.1 法律法規(guī)

（1）《中華人民共和國(guó)突發(fā)事件應(yīng)對(duì)法》（2007年11月1日施行）；

（2）《中華人民共和國(guó)防洪法》（2016年7月2日施行）；

（3）《中華人民共和國(guó)水法》（2016年7月2日施行）；

（4）《中華人民共和國(guó)防汛條例》（2011年1月8日修訂）；

（5）《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》（2018年3月19日施行）；

（6）《陜西省實(shí)施＜中華人民共和國(guó)防洪法＞辦法》（2014年11月27日施行）；

（7）《水庫(kù)大壩安全管理?xiàng)l例》（2018年3月施行）。

1.2 規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）《水庫(kù)大壩安全管理應(yīng)急預(yù)案編制導(dǎo)則》（SL/Z 720-2015）；

（2）《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（SL 258-2017）；

（3）《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-2014）；

（4）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2017）；

（5）《水利水電工程洪水計(jì)算規(guī)范》（SL 44-2006）；

（6）《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》（SL/T 278-2020）；

（7）《水庫(kù)防汛搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案編制大綱》（2013）；

（8）《水情預(yù)警信號(hào)》（SL 758-2018）。

2 基本資料

2.1 水庫(kù)特征水位與特征庫(kù)容

王圪堵水庫(kù)的任務(wù)以供水為主,兼顧防洪、攔沙、灌溉、發(fā)電等綜合利用,采用蓄水?dāng)r沙運(yùn)行方式。在進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)優(yōu)先考慮現(xiàn)有用水戶的需求,在保證生活供水的前提下,再盡量保證水庫(kù)下游現(xiàn)有灌區(qū)灌溉保證率達(dá)到50%和滿足壩址下游（至蘆河口段）河道生態(tài)基流,最后盡可能提供工業(yè)供水,工業(yè)供水保證率不低于95%。

王圪堵水庫(kù)正常蓄水位1046.00 m,現(xiàn)狀相應(yīng)庫(kù)容2.96億m3,水庫(kù)死水位1027.00 m,相應(yīng)死庫(kù)容0.703 億m3,可滿足壩前淤積高程及泄洪排沙洞進(jìn)水要求；水庫(kù)滯洪庫(kù)容設(shè)置在正常蓄水位1046.00 m之上,并按確定的泄洪排沙洞及溢洪道的型式、尺寸和泄洪能力進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算。根據(jù)《陜西省王圪堵水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》100 年一遇設(shè)計(jì)洪水位為1047.97 m,2000 年一遇校核洪水位為1050.89 m。

2.2 設(shè)計(jì)洪水

根據(jù)《陜西省王圪堵水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中壩址處的洪峰、洪量頻率分析結(jié)果,壩址100 年一遇洪峰流量為1310 m3/s,24 h洪量為4220萬(wàn)m3,72 h洪量為6734萬(wàn)m3,168 h洪量為9384萬(wàn)m3。2000年一遇洪峰流量為2730 m3/s,24 h洪量為8413 萬(wàn)m3,72 h洪量為12707萬(wàn)m3,168 h洪量為 17349萬(wàn)m3。

2.3 泄流能力及泄流曲線

王圪堵水庫(kù)泄水建筑物有泄洪排沙洞和溢泄道,泄洪排沙洞進(jìn)口底板高程1014.00 m,溢洪道堰頂高程與正常蓄水位齊平為1046.00 m。泄流曲線見(jiàn)圖1。初步設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)洪水位1047.97 m,下泄流量為305 m3/s,校核洪水位 1050.89 m,下泄流量為560 m3/s。

圖1 泄洪建筑物泄流曲線

2.4 泄洪設(shè)施及運(yùn)用條件

泄洪排沙洞是調(diào)控水庫(kù)水位的主要泄水建筑物。遭遇洪水水庫(kù)水位上升水庫(kù)臨近蓄滿時(shí),逐步開(kāi)啟泄洪排沙洞閘門(mén)直至全開(kāi),控制水庫(kù)水位上升,盡量避免溢洪道過(guò)流,并借機(jī)排沙。當(dāng)水庫(kù)水位回落到汛限水位時(shí),開(kāi)始逐步關(guān)閉閘門(mén),直至洪水過(guò)程終結(jié)水位穩(wěn)定后閘門(mén)全部關(guān)閉。當(dāng)泄洪排沙洞閘門(mén)全開(kāi),水庫(kù)水位超過(guò)溢洪道堰頂高程1046.00 m時(shí),溢洪道參與泄洪。

3 水庫(kù)特征水位及庫(kù)容

根據(jù)《陜西省王圪堵水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》,水庫(kù)總庫(kù)容為3.89億m3,死庫(kù)容為0.83 億m3,調(diào)節(jié)庫(kù)容為2.28 億m3,滯洪庫(kù)容為0.78億m3,死水位為1027 m,正常蓄水位為1046 m,設(shè)計(jì)洪水位為1047.97 m,校核洪水位為1050.89 m。

2021 年王圪堵水庫(kù)有限責(zé)任公司委托設(shè)計(jì)單位對(duì)水庫(kù)進(jìn)行了淤積測(cè)量,更新了水位～庫(kù)容曲線,編制了《王圪堵水庫(kù)庫(kù)區(qū)泥沙淤積測(cè)量報(bào)告》,根據(jù)該測(cè)量報(bào)告,2019 年～2021年水庫(kù)淤積量為360萬(wàn)m3,水庫(kù)淤積量較小,且基本淤積在庫(kù)尾和左岸。水庫(kù)特征水位及庫(kù)容見(jiàn)表1。

表1 水庫(kù)特征水位及庫(kù)容

4 汛期防洪調(diào)度運(yùn)用方案

4.1 防洪調(diào)度任務(wù)、目標(biāo)和原則

按照王圪堵水庫(kù)安全標(biāo)準(zhǔn)和下游防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),科學(xué)合理、安全有效,減免損失原則,擬定洪水調(diào)度的任務(wù)是盡量騰出防洪庫(kù)容,攔蓄洪水、削減洪峰、確保大壩安全。在大壩安全的前提下,兼顧下游河道防洪安全,并減輕無(wú)定河干流洪水災(zāi)害。同時(shí)在不影響防洪安全的情況下,盡可能多蓄水,發(fā)揮水資源綜合效益。

嚴(yán)格按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-2014）、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2017）及省防總批復(fù)的調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,即正常運(yùn)用情況下水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100 年一遇,洪峰流量為1310 m3/s,非常運(yùn)用情況下校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000 年一遇,洪峰流量為2730 m3/s,汛限水位為1041 m,相應(yīng)庫(kù)容為2.215億 m3,要求汛期水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行必須堅(jiān)持：（1）大壩安全第一；（2）陜西省防總批復(fù)的洪水調(diào)度原則；（3）小流量提前泄水,盡量減小對(duì)下游河道的防洪壓力。

4.2 防洪調(diào)度方案

4.2.1 100年一遇洪水調(diào)度

當(dāng)王圪堵入庫(kù)洪水為100年一遇及以下洪水,即遇設(shè)計(jì)洪水時(shí),調(diào)度方式為：起調(diào)水位為1041 m,開(kāi)啟泄洪排沙洞閘門(mén),控制出庫(kù)流量不超過(guò)入庫(kù)流量,最大下泄流量不超過(guò)203 m3/s,壩前最高庫(kù)水位不超過(guò)1043.10 m。當(dāng)庫(kù)水位回落至汛限水位1041 m以下時(shí),調(diào)整下泄流量,使本次洪水過(guò)后,庫(kù)水位達(dá)到或低于汛限水位。100 年一遇洪水調(diào)節(jié)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 王圪堵水庫(kù)100年一遇洪水調(diào)洪計(jì)算表

續(xù)表2

4.2.2 2000年一遇及以下洪水調(diào)度

當(dāng)王圪堵入庫(kù)洪水為2000年一遇及以下洪水,即遇校核洪水時(shí),調(diào)度方式為：起調(diào)水位為1041 m,泄洪排沙洞閘門(mén)全部開(kāi)啟,控制出庫(kù)流量不超過(guò)入庫(kù)流量,最大下泄流量不超過(guò)235 m3/s,壩前最高庫(kù)水位不超1046.62 m。當(dāng)庫(kù)水位回落至汛限水位1041 m以下時(shí),調(diào)整下泄流量,使本次洪水過(guò)后,庫(kù)水位達(dá)到或低于汛限水位。2000 年一遇洪水調(diào)節(jié)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 洪水過(guò)程線2000年一遇泄洪過(guò)程

5 調(diào)度權(quán)限

2022 年王圪堵水庫(kù)按照分級(jí)負(fù)責(zé)調(diào)度指揮,水庫(kù)管理單位負(fù)責(zé)水庫(kù)大壩、樞紐工程安全運(yùn)行,提前向水庫(kù)下游及防汛部門(mén)預(yù)警,水庫(kù)下游各有關(guān)縣（區(qū)）防汛抗旱指揮部負(fù)責(zé)水庫(kù)下游河道防汛搶險(xiǎn)工作。具體分級(jí)調(diào)度指揮權(quán)限按入庫(kù)洪峰流量確定。

1）當(dāng)水庫(kù)發(fā)生大于20年一遇小于100年一遇設(shè)計(jì)洪水（668 m3/s＜Q＜1310 m3/s）時(shí),由王圪堵水庫(kù)有限責(zé)任公司防指調(diào)度指揮并組織實(shí)施,并上報(bào)市水利局和市防指,由市防指通知橫山區(qū)、榆陽(yáng)區(qū)、米脂縣、綏德縣、清澗縣防汛抗旱指揮部。

2）當(dāng)水庫(kù)發(fā)生100年一遇設(shè)計(jì)洪水（Q=1310 m3/s）時(shí),由王圪堵水庫(kù)有限責(zé)任公司防指調(diào)度指揮并組織實(shí)施,并上報(bào)市水利局和市防指,由市防指通知水庫(kù)下游橫山區(qū)、榆陽(yáng)區(qū)、米脂縣、綏德縣、清澗縣防汛抗旱指揮部提前撤離可能淹沒(méi)區(qū)域內(nèi)的所有人員。

3）當(dāng)水庫(kù)發(fā)生2000年一遇校核洪水（1310 m3/s＜Q≤2730 m3/s）時(shí),由市防指調(diào)度指揮,王圪堵水庫(kù)有限責(zé)任公司組織實(shí)施,市防指通知水庫(kù)下游橫山區(qū)、榆陽(yáng)區(qū)、米脂縣、綏德縣、清澗縣防汛抗旱指揮部提前撤離可能淹沒(méi)區(qū)域內(nèi)的所有人員。

4）當(dāng)水庫(kù)發(fā)生超過(guò)2000年一遇校核洪水（Q＞2730 m3/s）時(shí),由省防總調(diào)度指揮,榆林市防指和王圪堵水庫(kù)有限責(zé)任公司防指組織實(shí)施,市防指通知水庫(kù)下游橫山區(qū)、榆陽(yáng)區(qū)、米脂縣、綏德縣、清澗縣防汛抗旱指揮部提前撤離可能淹沒(méi)區(qū)域內(nèi)的所有人員。

6 水庫(kù)調(diào)度管理

6.1 管理機(jī)構(gòu)

王圪堵水庫(kù)運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)為榆林市水務(wù)集團(tuán)王圪堵水庫(kù)有限責(zé)任公司,負(fù)責(zé)水庫(kù)運(yùn)行管理,其中水庫(kù)運(yùn)行中心負(fù)責(zé)組織制定水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃,下達(dá)水庫(kù)調(diào)度指令、組織實(shí)施應(yīng)急調(diào)度等,并收集掌握流域水雨情、水庫(kù)工程情況、供水區(qū)用水需求等情報(bào)資料。此外,為確保王圪堵水庫(kù)在汛期遇險(xiǎn)情況下的安全度汛,王圪堵水庫(kù)管理公司成立了王圪堵水庫(kù)防汛指揮部和搶險(xiǎn)隊(duì)伍,組織實(shí)施大壩汛期防洪搶險(xiǎn)工作。

6.2 管理制度

水庫(kù)泄洪調(diào)度直接關(guān)系到工程安全和水庫(kù)綜合效益發(fā)揮,對(duì)人民經(jīng)濟(jì)有重大影響。要搞好水庫(kù)調(diào)度,保證運(yùn)行調(diào)度方案和計(jì)劃的實(shí)施,必須按照國(guó)家的有關(guān)方針政策,結(jié)合水庫(kù)實(shí)際制定嚴(yán)格的工作制度,包括:（1）組織、審批、執(zhí)行及請(qǐng)示報(bào)告制度；（2）技術(shù)管理及運(yùn)行值班制度；（3）與有關(guān)單位和部門(mén)的聯(lián)系制度。

6.3 管理機(jī)制

水庫(kù)管理人員負(fù)責(zé)與上級(jí)防辦及相關(guān)單位就水庫(kù)泄洪調(diào)度工作進(jìn)行溝通協(xié)調(diào),負(fù)責(zé)按調(diào)度指令要求制定水庫(kù)調(diào)度實(shí)施方案,并下達(dá)和督促執(zhí)行。

建立好與上游巴圖灣水庫(kù)調(diào)度關(guān)系,確保水庫(kù)蓄洪和行洪安全。

每年汛前,水庫(kù)應(yīng)與水庫(kù)下游各方溝通,通報(bào)水庫(kù)調(diào)度及防洪運(yùn)用相關(guān)內(nèi)容,及時(shí)掌握下游河道有關(guān)工情和用水需求。

6.4 庫(kù)區(qū)管理及壩下預(yù)警

加強(qiáng)庫(kù)區(qū)和下游河道查勘,確保水庫(kù)蓄洪安全和河道行洪安全。有利于水庫(kù)庫(kù)區(qū)及壩下游河道區(qū)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)。根據(jù)王圪堵水不同響應(yīng)級(jí)別,向下游3 km范圍內(nèi)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊進(jìn)行洪水預(yù)警,提前通知水庫(kù)下泄流量大小、下泄時(shí)間等信息。

7 結(jié)語(yǔ)

王圪堵水庫(kù)2022 年度汛期調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃規(guī)范水庫(kù)汛期調(diào)度運(yùn)用,確保王圪堵水庫(kù)安全運(yùn)行,科學(xué)發(fā)揮水庫(kù)防洪和其他綜合效益,保障王圪堵水庫(kù)2022 年汛期承擔(dān)的防洪和各項(xiàng)興利目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。王圪堵水庫(kù)除承擔(dān)著向生活和工業(yè)供水的重要任務(wù)外,還具有一定控泄條件,同時(shí)還需要兼顧抗旱供水、生態(tài)、發(fā)電等多種興利調(diào)度需求,各目標(biāo)相互交織,對(duì)水庫(kù)汛期調(diào)度運(yùn)用提出了較高要求。本調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃適用于王圪堵水庫(kù)本年度汛期調(diào)度運(yùn)用,同時(shí)也可供相近流域或類(lèi)似水庫(kù)的汛期調(diào)度運(yùn)用參考。