清河水庫利用廢棄隧洞開發(fā)第二泄洪洞的可行性

楊明

（遼寧省清河水庫管理局，遼寧 鐵嶺112003）

1 基本情況

清河水庫位于鐵嶺市清河區(qū)境內，遼河左岸支流清河偏下游處。是一座以防洪、灌溉、工業(yè)供水為主，兼養(yǎng)魚、旅游等綜合利用多年調節(jié)的大型水利樞紐工程。水庫已安全運行了48年，年均為國民經濟生產提供水量3.0億m3，呈調蓄1964，1975，1985，1995和 2005年等特大洪水，取得了顯著的經濟效益和巨大的社會效益。

水庫壩址以上控制流域面積2376km2，主體工程按1000年一遇洪水設計，萬年一遇洪水校核，總庫容9.71億m3。原主汛期限制水位127.00m，通過漫壩風險分析的研究，現主汛期限制水位為129.00m，正常高水位131.00m。搬遷水位（134.80m）按50年一遇洪水設計；淹沒水位（134.60m）按20年一遇洪水設計。

泄洪設施由一個6孔溢洪道和泄洪洞（位于攔河壩左側）組成，其中溢洪道最大泄量4210m3/s，泄洪洞允許最大泄量300m3/s。

2 問題的提出

1995年7月下旬，遼河干流普降暴雨和特大暴雨，清河流域中、上游發(fā)生了100年一遇標準洪水，暴雨范圍廣、強度大，溢洪道實現了建庫35年以來的首次泄洪。洪水過后，工程技術人員以本次洪水為典型進行了頻率放大計算，并依據現行泄流方式進行了調洪計算，結果校核洪水位平壩頂工程，這說明“9571”洪水較之1953年原設計典型洪水更加惡劣，嚴重威脅水利樞紐工程和下游堤防安全。在主汛期限制水位和泄流方式不變的前提下，解決這一問題的唯一辦法就是尋求第二泄洪工程。

原清河發(fā)電廠火力發(fā)電機組冷卻采用以水庫為冷卻池的大循環(huán)冷卻系統(tǒng)，主要由5km的回水明渠、回水泵房以及直徑4.0m、長760m的回水隧洞（位于攔河壩右側）組成。電廠從水庫取水，冷卻機組后，經回水明渠、回水泵房升壓后通過回水隧洞返回水庫。2005年，清河發(fā)電廠進行了大規(guī)模的節(jié)水改造工程，將供水方式改造為廠內冷卻塔二次冷卻循環(huán)供水系統(tǒng)。此種冷卻水循環(huán)方式導致清河發(fā)電廠原有的回水泵房、回水隧洞最終停止使用，為清河水庫開發(fā)第二泄洪洞創(chuàng)造了必要條件。但第二泄洪洞能否達到在不同頻率洪水下的調蓄效果，是本次研究的重點。

3 水庫現行泄流方式

水庫現行泄流方式是根據 “清河水庫防洪預報調度方式模糊優(yōu)選與應用”的研究成果，于1999年報省防批準的，在水庫調度史上首次采用水位和凈雨2種指標控制，從而大大增長預見期，為上級領導決策爭取寶貴時間，泄流方式為：

（1）庫水位低于 133.9m，泄洪洞放 300m3/s，有錯峰任務時關閘錯峰；

（2）庫水位達133.9m，或水庫上游平均凈雨達200mm時，泄洪洞放300m3/s，溢洪道開2孔；

（3）庫水位達134.4m，或水庫上游平均凈雨達230mm時，泄洪洞放300m3/s，溢洪道開4孔；

（4）庫水位達到134.8m，或水庫上游平均凈雨達320mm時，或預報出現1000年洪峰（10100 m3/s），泄洪洞放300m3/s，溢洪道6孔全開。

4 第二泄洪洞參與泄洪后的調洪結果比較

起調水位采用現行的主汛期限制水位129.00m，按第二泄洪洞分別承擔100，200和300m3/s的泄流量進行調洪計算，各頻率設計洪水的調洪結果及原洪水位列于表1。

表1 各頻率設計洪水的調洪結果

從表1數據可以看出，隨著第二泄洪洞泄流量的增加，各頻率設計洪水調洪水位較現運用洪水位均有所降低，最大降幅1.87m，出現在20年一遇設計洪水；最小降幅0.11m，出現在10000年一遇設計洪水，說明第二泄洪洞對頻率較高的設計洪水影響較小，對頻率較低的設計洪水影響較大。

從100年設計洪水調洪結果看，當第二泄洪洞泄流量超過200m3/s時，溢洪道僅開啟4孔，而現運用情況下需開啟6孔。從50年一遇設計洪水調洪結果看，溢洪道只開啟2孔，并且最高洪水位均低于搬遷水位，而現運用情況下需開啟4孔。從20年一遇設計洪水調洪結果看，溢洪道不需泄洪，并且最高洪水位均未超過淹沒水位，而現運用情況下需開啟2孔泄洪，減少下泄流量500～1000m3/s，起到了水庫調洪錯峰的重要作用。

不同頻率設計洪水的最高洪水位均高于興利水位131.00m，說明在保證防洪安全的前提下，也保證了興利蓄水，實現防洪與興利的兼顧和統(tǒng)一。

5 結語

根據以上調洪和分析結果確定，第二泄洪洞對1000年以上設計洪水的調蓄作用較小，對100年以下設計洪水的調蓄作用巨大，不但可以降低不同頻率洪水的最高洪水位，而且可以減少溢洪道開孔數量，對下游河道堤防安全和減少上游淹沒范圍都將起到重要的保障作用，減災效果明顯，經濟和社會效益顯著，所以，開發(fā)第二泄洪洞非常重要，也非常必要。