新立城水库春汛调度浅析

摘要：本文介绍了新立城水库遭遇特大春汛洪水的预报调度情况，分析了其在调度过程中采取的各项措施，总结了调度过程中的相关经验，为水库自身及北方水库春汛调度提供了相关经验。

关键词:春汛；洪水；预报；调度；巡视；检查

中图分类号： TV122 文献标识码： A 文章编号：

1.水库概况

新立城水库位于第二松花江二级支流伊通河中游。伊通河全长343.5公里，流域面积8545平方公里，新立城水库坝址以上河长114.8公里，控制流域面积1970平方公里。水库工程位于吉林省长春市净月高新技术开发区新立城镇，为伊通河流域控制性水利枢纽工程, 水库按五百年一遇洪水设计,可能最大洪水复核。防洪保护目标为长春市，二百年一遇洪水标准。水库工程规模为大（2）型水库，工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级。水库校核洪水位为222.26米，总库容55063万立方米，设计洪水位219.97米，正常蓄水位219.63米，相应库容为33840万立方米，死水位210.80米,相应库容1515万立方米。

2.春汛来水分析

2.1去冬今春降雨情况

去冬今春，我省降雪量较常年明显偏多，具有雪量大，场次频密的特点，气温较常年偏低；新立城水库库区水文观测站的数据从去年12月到今年3月18日降水量为51.1毫米，但去年11月份将雨量为47.2毫米。且第一场雪就没有完全融化（即第一场雪就站住了），对水库的春汛来水预测影响特殊。

2.2对今年春汛来水的预测

参照1991年的去冬今春降水量在65.8毫米，实际来水量为2781万立方米；2007年降水量在51.6毫米，来水量2510万立方米；2010年降雨量73.0毫米，来水量3800万立方米的相关数据；按照去年12月到今年3月18日的降水量51.1毫米，经过理论计算水库春季来水量在2676万立方米左右；如若将11月份的降雨量考虑在内，经过理论计算来水量为3700万立方米左右

2.3简析

水库3月18日水位219.31米，相应库容为31705万立方米，目前日供水量在23万立方米左右；而水库前汛期限制水位为219.63米，相差0.32米；根据相关数据分析，水库春汛最高水位应在219.70（5月1日前）米左右，已超过前汛期汛限水位；而且4月份降雨存在不确定性，上游3个中型水库同样存在水位超过前汛期限制水位的可能，也存在向新立城水库防水的可能，水库的水位可能进一步升高。因此我局将加强观测，密切注意水雨情变化，及时向上级有关部门报告春汛情况，确保水库工程运行安全！

3.调度决策过程

根据春汛来水分析，水库存在首次春汛泄洪的可能，这对枢纽工程运行安全，特别是泄洪设施的正常运行带来极大的考验，上级防汛部门及水库防汛机构经过会商，做出了做好水库泄洪的各项准备的决策；同时启动春汛防御方案，水文部门按照夏汛报汛的方式向市防汛指挥部报汛，以便市防指及时掌握春汛水雨情信息，做出正确的决策！

4.春汛泄洪的各项准备

由于是春季泄洪，水库库面还没有开库，溢洪道弧形钢闸门闸后有结冰现象，同时消力池结冰也没有融化，冰厚在0.70米左右；由于下游河道是季节性河流，也普遍存在结冰想想。因此，要重点解决结冰情况下的泄洪安全及大坝运行安全问题，主要做好了以下各项准备工作：

4.1做好溢洪道闸前的破冰工作。尽可能扩大破冰面积，以防止泄洪时冰层对钢闸门面板构成威胁。

4.2采取措施对闸门后的冰层进行处理，使闸门能够运行自如，防止冰层对侧水封、底水封及闸门金属结构造成危害。采取的具体措施是采用水泵从闸门前抽水，对闸后的冰层进行冲刷，通过水的不断循环来使冰层与闸门结构脱离。确保使冰层与闸门结构之间间隔0.5米以上为宜。

4.3对闸门供电设备及启闭设备进行全面细致的检查，确保设备能够正常稳定运行。

4.4加强工程检查和巡视，特别是对坝前坡、坝脚、盖重区、输水涵洞地表部分、总堰等枢纽设施严格按规范要求进行检查和巡视。

4.5加强对大坝安全监测系统运行管理和维护，对监测数据进行分析，确保枢纽工程运行安全。

4.6加强对水情、冰情和雨情的观测，及时提供可靠的相关数据，为春汛决策提供数据支持。

4.7加强对河道、消力池的冰情观测，密切注意冰情消融情况，必要时可采用输水洞小流量放水以加快河道冰情消融进度，为大流量泄流做好铺垫，以防止泄洪造成冰坝堵塞河道造成洪涝灾害。

上述各项准备工作除4.7项外，其他各项工作于3月28日前准备完毕和正在不断实施中。

5.调度实施过程

5.1 春汛来水量修正预报

截止3月29日，3月份降雨量为14.0毫米，按照水库春汛理论计算公式，结合去年11月份的降雨量，理论计算值为4100万立方米左右；结合历史最大资料1985年、1965年春汛实际来水量分别为4788万立方米和4154万立方米，比理论计算值分别大805万立方米和524万立方米，这两年3月1日的库面面积基本相同，而今年的库面面积要比这两年大20平方公里；故修正来水量为5000万立方米左右。而且进入3月下旬以来气温回升较快，积雪迅速融化，库水位上升较快，3月29日水库水位已超过汛前期汛限水位（219.63米）0.13米，实际入库水量为3800万立方米左右，按照预测还有近1200万立方米的水量没有入库，在考虑4月份的实时降雨量，水库今年春汛防汛形势非常严峻。

5.2具体调度过程

根据水雨情相关信息及水库工程情况，市防指经过会商决定，于3月29日通过输水洞下泄流量为8立方米每秒（包括管道城市供水3立方米每秒），以适当调节水库水位，并通过小流量来打通河道，加速河道冰情的消融，为大流量泄洪做准备，同时也对长春市区河道水质状况及两岸局地气候是一个有益的调节；4月上旬水库区域气温较常年偏低，降雨11.3毫米，11日水位上升到219.91米，超过水库防洪高水0.11米，结合水库工程实际情况、水库水雨情信息、上游水库蓄水情况、河道情况，市防指再次会商决定，在13日由溢洪道下泄流量为25立方米每秒；水库溢洪道闸门经过前期处理运行正常，但闸后有冰，同时消力池的冰面也没有消融，冰厚在0.5米左右。因此在泄流时，水库管理机构经过认真研究，除了正常的人员配置外，重点在消力池断面、闸后布置了检查观测人员，重点对这两处水流和冰的状态做重点巡查；当刚开启闸门时，由于流量较小及闸后有冰，闸后积水冰块浮起有撞击闸门的可能，通过及时加大流量，用水流将冰块及时冲走，以防止对闸门造成危害；同时用小流量泄流时，由于水库消力池是底流式消能，观察消力池的冰面情况，冰面并没有特别变化，于是开启到正常流量，观测人员也撤了回来。但在1小时后，水库技术人员再次对溢洪道尾水进行巡视时，消力池的冰面已经碎裂成1平米左右的冰块，冰块将溢洪道设立的水尺设施撞断，并冲到渠道段中，同时冰块相互撞击产生巨大的声响，堆到护岸两侧，但经过巡视由于河道较宽，冰块并没有在河中间堆积，没有堵塞下泄水流，也没有对河道两岸造成影响。采取上述措施后，水库水位继续上涨，于16日8时水库水位为219.98米，为建库以来历史最高水位，同时高于500年设计水位0.01米，市防指经过会商决定，于17日将水库下泄流量加大到50立方米每秒，水库水位没有继续上涨，并缓慢下降。水库站中旬和下旬观测的降雨量分别为9.3毫米和36.8毫米，4月份总降雨量为57.4毫米，列流域4月份平均降雨量第二位；同时气候相对异常，水库开库时间由常年的4月中旬延迟到5月1日才开库；而且水库流域上游3座中型水库也不同程度地进行了泄洪，水库水位下降较慢，到5月1日水库水位降落到219.54米，低于汛前期寻仙水位0.09米，市防指经过会商决策，水库下泄流量由50立方米每秒恢复到生态泄量即8立方米每秒（其中包括城市供水3立方米每秒）。

6.经验总结

从去年11月到今年5月1日降水量为166.6毫米（其中去年11月和今年4月降雨为104.6毫米）,3月1日水位为219.26米，5月1日水位为219.54米；春汛入库水量为1.05亿立方米，泄洪0.72亿立方米，最大泄量为50立方米每秒，调洪最高水位为219.98米，为建库以来最高水位。水库枢纽工程遭遇了历史上最大的春汛洪水考验，经过多个部门精心协调配合，在市防指的正确领导下，即确保了省会长春市的防洪安全，又保证了枢纽工程的安全稳定运行，为长春市的国民经济的发展做出了重要贡献，也积累了相关的经验，其具体如下：

6.1加强春汛洪水的预报。本次预报虽然对春汛洪水也做出了建库历史上最大的预报洪水，对防汛准备、工程枢纽运行安全起到了关键的作用，精度接近60%（扣除上游水库防水），但仍然偏低，主要是预报方案未将4月份降雨考虑在内。今后应加强4月份降雨预报的研究，特别是应结合气温的变化，做出一定的数据积累，为后续预报积累经验；由于今年开库较晚，土壤冻层融化较慢，产流系数相对较高，在0.4至0.5之间。这也是今年春汛洪水量较大的原因之一。

6.2加强冬季消力池结冰时泄洪的研究，建议应提前做好相关准备，对消力池进行破冰后在泄洪，以杜绝相关安全隐患！

6.3加强冬季泄洪枢纽工程运行的巡视检查，确保工程运行安全，建议采取逐日巡查的方式。

参考文献：

(1) 土石坝安全监测技术规范（SL551-2012）；

(2) 水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程（SL101-94）；

(3) 水工建筑物（全国高等院校水利水电类精品规划教材）李天科，王艳艳主编；

(4) 工程水文与水利计算(武大版教材)10；

(5)《水文情报预报规范》（SD 138－85）