烟台市门楼水库汛限水位研究

摘 要：门楼水库位于烟台市福山区大沽夹河清洋河下游，作为区位极其重要的枢纽工程，科学合理地分析研究现阶段水库实际状况，通过数据收集与比对、数据运算分析，将有效的、科学的水位控制数据运用到水库实际运行中，将会最大程度保护下游人民生命财产安全和发挥其效益。

关键词：水库运行；科学；汛限水位；社会效益

中图分类号：TV697.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）21-0169-02

门楼水库位于烟台市福山区大沽夹河清洋河下游，于1958年11月动工兴建，1960年10月建成蓄水。控制流域面积1 079 km2，总库容2.44亿m3、兴利库容1.264亿m3、死库容0.1亿m3，是一座防洪、城市供水、灌溉、水产养殖等综合利用的多年调节大（二）型水库，水库的工程标准为百年一遇设计、万年一遇校核。水库建成50年来，对烟台市国民经济和社会发展起到了巨大的推动和促进作用。目前水库向烟台市日供水约8万吨，向烟台经济技术开发区日供水约6万吨。水库下游保护范围为芝罘区、福山区、开发区计110平方公里，防洪区内有30万人口，近千个大中型企业及同三高速、绕城高速、兰烟铁路、204国道、206国道等重要交通干线，同时担负着烟台市区70%的供水任务。

1 汛限水位研究与调度运用

门楼水库近几年来防洪调度工作充分利用汛限水位的理论经验，结合工程自身实际情况，运用流域内雨量及水文GSM移动通信遥测系统、水库水位自动遥测系统等设施，提前预报水库的入库洪峰流量、洪峰流量到达的时间及洪水总量，大大提高了洪水预报的精度，为门楼水库开展科学、安全的洪水调度提供了科学依据，同时也降低了洪水调度的风险。在汛限水位研究成果基础上，对不同时间汛限水位做了相应科学调整，在保障防洪安全的前提下，运用“为下游错峰、短历时超蓄、洪前预泄，拦蓄尾洪”等汛限水位动态控制运用方式，取得了较好的经济效益和社会效益。

1.1 全面分析，科学制定度汛方案，完善防洪预案，使调

度决策科学化

门楼水库属梯级水库，上有中型水库――庵里水库1座，小型水库80座，中小型水库总库容1.2亿m3，兴利库容0.66亿m3。门楼水库是福山区、烟台经济技术开发区的“头顶库”，若控制不当，出险性极大，而上游小型水库面广量大，存在险工隐患，因此我们在编制度汛方案和防洪预案中必须充分考虑中小型水库拦蓄、正常泄洪和垮坝等产生的洪水组合情况及洪水传播时间，采用错时叠加洪水的计算办法计算各类洪水的组合情况，编辑运算程序，对防洪调度方式进行优化并做出相应的防洪调度图。为门楼水库正常洪水调度，特别是在遭遇非常洪水、超标准洪水时，能够及时有效地进行调度工作提供了依据。

同时细化不同流量级的入库来水有不同的调度方案，以确保枢纽工程和下游防洪安全，主要有：①主汛期当预报流域来水总量入库后，水位在29.00 m以下，应控制少于第一安全流量500 m3/s，预泄或预蓄。②主汛期当预报流域来水总量入库后，水位在29.50 m以下，应控制少于第二安全流量800 m3/s，预泄或下泄。③主汛期当预报流域来水总量入库后，水位在29.50～30.97 m以下，应严格控制汛中限制水位，并控制小于第三安全流量1 500 m3/s，预泄或下泄。④主汛期当预报流域来水总量入库后，水位在30.97 m以上，应做好抢险准备和下游安全转移工作，闸门全开畅泄，情况危急时为保大坝安全可采用破副坝分洪。

1.2 充分挖掘水库潜力拦蓄洪水，实现水库综合效益的

最大化，并保障水资源可持续开发

2007年8月中旬，门楼水库出现了近二十年以来最大的洪水过程，8月12日5时，入库洪峰2 900 m3/s，门楼水库工程经受了严峻考验，水库工程技术人员根据水库、河道联合调度运用的特点，充分发挥水库拦蓄削峰作用，适时错开外夹河汇流洪峰，避开海潮顶托，成功地调度了本次洪水。就本次洪水的成因、特点及洪水预报、洪水调度情况分析和总结。

1.2.1 天气形势和降雨等情况

8月中旬，受暖湿气流和冷空气的共同影响以及第8号台风“蝴蝶”共同影响，门楼水库流域出现了大范围强降雨，最大24 h降雨164 mm，最大48 h降雨240 mm。三日平均降雨量259 mm，流域前期影响82.8 mm，入库基流30 m3/s。

1.2.2 洪水情况

①洪水涨幅大。8月10日10时库水位26.2 m，前期降雨入库基流30 m3/s，22时库水位26.89 m，入库流量908 m3/s。12日3时库水位27.79 m，入库流量2067 m3/s，5时达到峰值2 900 m3/s。②洪峰传播时间短。受前期降雨影响，扣除降雨涨库面来水外，洪峰流量传至水库水位计时，洪峰传播时间只有18 h。③入库峰值退落较快，但入库小流量退水漫长。

1.2.3 洪水预报

①前期洪水预报工作。2006年，门楼水库在洪水预报工作方面，聘请水利、水文系统从事多年预报工作的专家指导把关主要完成了“门楼水库洪水预报方案”。运用汛限水位理论和收集的资料，分析1961～2005年实测水文资料，共选用45场洪水进行分析计算，完成的主要内容：产流方案和汇流方案；流域前期雨量影响采用编程自动计算；绘制了净雨、降雨历时与洪峰相关曲线图，制成典型10场有代表性洪水经验实测单位线。②本次洪水预报工作。由于形成本次降雨时间相对较长，水库工程技术人员认真分析上游流域降雨量、库水位变化、前期雨量影响、降雨时空、区域分布等情况，全面掌握上游中小型水库蓄泄情况和主要河道水库实测入库洪水过程，运用微机洪水预报系统，实施跟踪预报。11日4时，根据降雨情况，预报洪峰流量可达到3 100 m3/s。预报洪水总量1.05亿m3，洪峰12日8时出现。

1.2.4 洪水调度

8月12日受“蝴蝶”台风影响产生强雷电天气，流域内普降大暴雨、特大暴雨，平均降雨量259 mm，其中大庄头三日面雨达310 mm，超过百年一遇洪水标准，入库洪峰2 900 m3/s，此时外夹河洪峰流量达2 970 m3/s，而12日7时黄海满潮，受海潮顶托严重影响，加之内外夹河汇流的影响，福山区城区内涝严重、道路淹没，许多居民家中进水。而当时库水位28.84 m，超汛限水位0.34 m，此时入库流量1 200 m3/s，上下游安全问题十分严峻。市、区领导高度重视，亲临现场指导和调度，水库工程技术人员，坚持工程措施和非工程措施相结合，科学调整洪水调度方案，于8月12日8时才开启闸门泄洪，泄量控制为310 m3/s，拦截洪峰2 600 m3/s，削减洪峰89.3%。极大限度减少下游泄流量，科学处理了内外夹河汇流、海潮顶托、水库洪水等问题，错开外夹河洪峰，使下游灾情降到最低点，有效保护下游城区人民生命及财产安全，受到了市、区政府领导的高度评价。主要经验：一是准确的天气预报为洪水预蓄在时间上做好准备；二是降雨实时监测为准确短期洪水预报提供了科学、准确依据；三是根据汛限水位研究理论及洪水预报，快速拟定调度方案并实施，降低风险。

2 效益分析

门楼水库属于暖温带东亚季风区大陆性气候，早涝的基本规律为：春旱、夏涝、晚秋旱的特点，降雨量的70%主要集中在汛期，形成径流的有效降雨多集中在7～8月，甚至是一场、二场大雨。近几年来主要运用可靠的洪水预报，科学论证不同时间“汛限水位”的问题，在保障防洪安全的前提下，充分拦蓄洪水，特别是“汛尾水”其综合效益显著。

①供水效益。自2005年运用“汛限水位设计理论”以来，排除除险加固施工期间，平均年超汛限水位和汛末蓄水位运行295 d，按城市日供水14万m3计算，增加调度库容4 130万m3，相当于不增加任何投资又建成了一座中型水库。供水直接效益1 322万元、产生的间接效益无法估量。②社会效益。实行“控制洪水向洪水管理转变”的社会效益，利用洪水资源“回灌”下游地下水，保障水资源可持续开发利用。我们根据降雨强度大、小，在确保水库工程安全的前提下，坚持防洪和兴利蓄水效益并重的原则科学调度，采用预泄、长历时、泄量小的办法，充分发挥了水库调蓄、拦峰作用。改变传统洪水入海为安的防洪观念，给洪水找路，通过长历时、少流量泄洪，延长了地表径流的入渗时间，科学调度最大限度的进行地下水回流补源，保护涵养水源，保持地下水资源可持续利用，有效地遏制了海水倒流内侵，形成了汛期有径流、汛末、汛后有基流的良好生态状况，实现人与洪水和谐相处的新的治水思路。在洪水调度中 “细水长流”不失时机的补充下游地下水，涵养水源，减少了海水入侵漏斗区。门楼水库科学调度洪水实施的“拦洪、导洪、渗洪”的重大举措，为烟台市、福山区、烟台市经济技术开发区生活、生产、生态和环保用水的兴水富民、支持市区经济跨越发展打下了坚实基础。③防洪效益。在遇到台风等强降雨过程产生的洪水时，采用关闸错峰拦蓄洪水调度，运用“分期汛限水位和汛限水位的动态控制”，抬高了汛期时段汛限水位与汛限水位调洪相比，水库增加了蓄水量，削减了下泄洪峰，增加了下游防洪安全或减少下游道路、房屋、厂房、农田等淹没损失，产生了显著的防洪效益，经计算每次汛期中，较大的洪水防洪效益都在数十亿元。

总之，门楼水库自2005年以来，以汛期水位研究成果为基础，结合工程实际情况，一直控制水位高于汛限水位0.5 m左右，相应增加库容1 000多万立方米。同时汛期四个月中，城市供水按14 t/d计，计1 300多万立方米，每年相当于新建一个中型水库，其经济效益和社会效益十分显著，有力保证了烟台市国民经济持续快速地发展。

3 现阶段面临的问题

①雨量站点少，雨水情报站不能全面的反映降雨时变化及支流来水情况，信息传递方式较单一，联合运用效率较低，信息内容有限。②由于门楼水库刚进行完新一轮除险加固工程，重点工程尚需进一步运行检验，而在汛期中采用略提高汛限水位的控制方式，给管理工作带来了风险。必须始终坚持常年防汛，密切监测工程的运行状况，加强巡查与监测力度。

4 工程运行中的工作规划和问题解决对策

①做好南水北调客水的水资源配置及防洪调度准备工作。②加强指挥决策、调度、工程运行等相关人员的专业技术。选派工程技术人员参加业务主管部门组织的短期培训、研讨会，更新知识、改造观念、引进、学习先进水库技术经验。③建立健全水库、河道联合调度信息网络，优化水库河道联合调度工作。④优化、更新计算机洪水预报和调度系统。充分发挥水库的防洪减灾与兴利供水作用，缓解水资源短缺对当前经济社会发展的影响。⑤利用于2011年竣工的除险加固工程初期运行期间，控制水位运行，检验工程可靠度，并加强大坝安全监测与巡视检查，确保水库工程安全。

参考文献：

[1] 郭生练.水库调度综合自动化系统[M].武汉：武汉水利电力大学出版社，2000.