浅谈碧流河水库防洪调度方式

摘要:随着碧流河水库自动化系统的建设与稳定运行,原设计不考虑预报的以坝前水位作为判断条件,分级有闸控制的常规调度方式已不能满足水库科学、优化调度的新形势;为优化洪水调度方案,提高区域洪水资源的利用率,根据水库防汛决策自动化系统现状,提出将累积净雨总量作为判别条件,不同频率入库洪水过程作为约束条件的防洪调度方式,作为水库非工程措施防洪对策。

Abstract: With the automated system construction and stable operation of Biliuhe reservoir,the original design of without regard to the forecast dam water level as determine condition,grading of the conventional brake control operation mode can not meet the new situation of reservoir optimal and scientific operation. In order to optimize flood control programs,increase regional flood resource utilization,based on reservoir flood control decision-making automation situation,the cumulative total amount of net rain ascriterion,different frequency flood storage flood control as a way of constraints,as a reservoir flood control measures of non-engineering measures are put forward.

关键词:防洪调度;净雨;洪水;调度方式;碧流河水库

Key words: flood control;net rain;flood;operation mode;Biliuhe Reservoir

中图分类号:TV21 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)30-0231-01

1碧流河水库概况

1.1 流域及工程概况。碧流河水库位于辽宁省大连市普兰店双塔镇与庄河荷花山镇分界的碧流河干流上,坝址距入海口55km。发源于营口盖州市境内的七盘山,流经盖州、庄河、普兰店三市,于普兰店市城子坦镇谢家屯附近流入黄海。碧流河总长156km,流域面积2814km2,水库控制面积2085km2。水库控制流域多年平均降水量780mm,坝址以上多年平均径流量7.2×108m3。是一座以城市供水、防洪为主,兼有发电、灌溉、养鱼等综合效益的多年调节大(Ⅱ)型水利枢纽工程,为大连地区最大的淡水水源地。

1.2 水库防洪目标及原设计防洪调度方式。碧流河水库目前调度中的防洪目标是:上游为回水淹没区的农田、居民与房屋;下游为沿河两岸农田和6个乡镇、一条铁路和三座大桥。

规划设计时,碧流河水库防洪调度原则是根据下游40公里处城子坦镇小宋屯站的防洪要求,水库泄流在小宋屯站满足组合流量为前提确定的水库最大安全泄量,自水库运行以来,一直按照这一原则实施调度。既:①当水库遭遇二十年一遇洪水时,保证下游农田和城子坦镇的安全,水库下泄流量不超过2500m3/s,小宋屯洪水组合流量不超过3400m3/s;②当水库遭遇五十年一遇以上洪水时,保证丹东―城子坦镇公路碧流河桥的安全,水库下泄流量不超过4500m3/s,小宋屯洪水组合流量不超过5500m3/s;③水库遭遇五十年一遇以上洪水时,确保水库主体工程安全为主。

基于以上防洪要求,水库原设计防洪调度为不考虑预报,以坝前水位作为判别条件,分级有闸控制的方式,相应的规则为:从防洪限制水位68.1m开始调度,2个低孔(放水孔)全开,4孔闸门3.0m开度;水位在69.8-70.2m时,2个低孔全开,4孔闸门3.0m开度,5孔闸门2.0m开度;水位在70.2-70.5m时,2个低孔全开,5孔闸门2.5m开度,4孔闸门全开;水位在70.5m以上,按水库泄流能力泄洪,即2个低孔9孔闸门全开。

2设计防洪调度方式调度结果及存在的问题

碧流河水库原设计防洪调度方式(即泄流方式)没有考虑降雨预报和洪水预报,调节计算不同标准设计洪水时,只用库水位作为判断洪水发生的标准和泄流控制的指标。

由此形成“前期泄流量偏小,后期泄流量偏大,中间库水位偏高”的调洪结果。由于这两年后,水库遭遇连续枯水年,造成了大连供水紧张局面。

基于以上原因,本文提出充分利用水库现有的防汛决策自动化系统,研究以累积净雨总量作为判别条件,不同频率入库洪水过程作为约束条件的洪水调度方式,作为水库非工程措施防洪对策。

3防洪调度方式研究

3.1 研究的主要内容和方法。研究的主要内容包括:①调度规则即判断指标的的选取;②净雨的推求,即典型洪水的净雨过程及不同频率设计洪水的净雨过程推求;③调洪计算。

每一部分内容研究采用的主要方法为:第一个研究内容主要采用综合分析水库降雨洪水特性,拟订判断指标。第二个研究内容采用降雨径流预报法,即基于原设计的典型洪水的实际降雨过程,采用简化降雨扣损法,推求典型洪水过程的净雨时程分配;然后,利用典型净雨总量与原设计频率洪水的总径流深之比,采用同倍比放大法推求不同频率设计洪水的净雨过程。第三个研究内容采用的是常规的调洪计算方法。

3.2 调度规则(判断指标)的选取。

3.3 净雨的推求。

3.4 调洪计算。

4防洪调度方式的拟订

5成果分析(两种方式的差别,对水库汛限水位动态控制的作用)

5.1 碧流河水库总调度原则。根据碧流河水库工程设计所制定的各项防洪标准及不同频率设计洪水所对应的不同泄水流量,采取实时调度的方法,选择相应的泄流方式,保证上下游的安全,达到兴利除害的目的。

5.2 汛期分期及相应动态控制汛限水位。6月1日-7月14日为前汛期,7月15日-8月20日为主汛期,8月21日-9月20日为后汛期。主汛期,汛限水位控制在68.50-68.80m;后汛期,汛限水位控制在68.80m;9月20日以后,库水位逐渐蓄至69.00m(正常高水位)。

5.3 上游防洪原则。当水库遭遇十年一遇洪水时,原则上库水位不超过69.80m;当水库遭遇二十年一遇洪水时,水库水位不超过70.20m;当水库遭遇五十年一遇洪水时,水库水位不超过70.50m;当水库遭遇一百年一遇洪水时,水库水位不超过70.60m;当水库遭遇五百年一遇洪水时,水库水位不超过71.00m;当水库遭遇万年一遇洪水时,水库水位不超过72.60m。

5.4 下游防洪原则。当水库遭遇十年一遇洪水时,水库最大泄量不超过1500秒立方米;当水库遭遇二十年一遇洪水时,水库最大泄量不超过2500秒立方米;当水库遭遇五十年一遇洪水时,水库最大泄量不超过4500秒立方米;当遭遇五十年一遇以上洪水时,在水库最大泄量不超过入库洪水流量的条件下,闸门逐渐开启。

5.5 错峰、错潮。当发生五十年一遇以下洪水时,水库担负着下游错峰任务。在保证水库上游防洪安全的前提下,根据区间洪水过程(汇流时间为8-10小时)和水库下泄洪水到小宋屯的传播时间(6-8小时)进行错峰,减轻下游洪水淹没损失。