濰坊市黑虎山水庫防洪調(diào)度方案確定

陳吉賢，吳啟宗，李法平

（濰坊水文水資源勘測局，山東 濰坊 261031）

黑虎山水庫位于青州市西南彌河支流石溝河上，控制流域面積190 km2，總庫容5 360萬m3，興利庫容2 820萬m3，死庫容250萬 m3；校核水位 170.77 m，興利水位163.00 m，死水位144.50 m，為中型水庫，工程等別為Ⅲ等。水庫于1966年10月動工，1972年建成發(fā)揮效益。原設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)50年一遇，300一遇校核；2008年水庫除險加固防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇設(shè)計，2 000年一遇校核。

水庫工程由主壩、副壩、溢洪閘、輸水洞及其他附屬建筑物組成。主壩為黏土心墻卵石沙殼壩，壩長480m，壩頂高程172.5 m；副壩為均質(zhì)土壩，壩長957 m，壩頂高程172.50 m。溢洪閘位于主壩南端，共5孔，單孔凈寬8.0 m，閘底高程162.0 m。放水洞位于主壩北端0+492 m處，為壓力鋼筋混凝土方涵，鋼板結(jié)構(gòu)內(nèi)徑1.8 m，設(shè)計流量28.68 m3/s。

黑虎山水庫是一座多年調(diào)節(jié)，以防洪及灌溉為主、漁業(yè)及綜合利用為輔的中型水庫。防汛調(diào)度的基本原則是讓水庫洪水資源化，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)洪水不成災(zāi)、超標(biāo)準(zhǔn)洪水有措施、特大洪水不倒壩，即在保證工程安全的前提下，優(yōu)化調(diào)度，泄蓄兼顧，有效地增加洪水資源量。

1 正常洪水調(diào)度方案

黑虎山水庫下游保護(hù)面積1 066 km2，其中包括臨朐、青州、壽光3個縣（市）以及膠濟(jì)鐵路、濟(jì)青高速、309國道等，保護(hù)耕地20萬hm2、人口115.2萬人。因此，下游安全泄量、汛中限制水位的確定具有舉足輕重的作用。

1.1 汛中限制水位的確定

汛中限制水位核算的原則為：在確保工程安全的前提下，最大限度地保障下游安全和蓄水興利，從蓄水興利、保下游安全、保水庫安全3個方面核算，提出方案綜合考慮。

1）按照蓄水興利要求，計算汛中限制水位。采用頻率分析方法計算水庫保證率為50%和75%的8—9月來水量，根據(jù)水庫灌溉、工業(yè)、生活用水以及滲漏、蒸發(fā)等耗水量，推求參考汛中限制水位，成果見表1。

2）按保下游安全的要求，計算汛中限制水位。選取建庫以來歷年7月底的蓄水量，計算確立蓄水概率曲線；按初選的汛中限制水位，查蓄水概率曲線，求得水庫蓄水概率；按頻率值，計算其相應(yīng)洪水過程和洪峰流量，成果見表2。組合頻率2%對應(yīng)的頻率洪水入庫洪峰均小于556 m3/s，經(jīng)水庫調(diào)節(jié)下泄流量小于下游河道安全泄量，即滿足下游安全要求。

表1 按蓄水興利要求計算汛中參考限制水位成果表

3）按保證大壩安全的要求，核算汛中限制水位。該水庫于2008年除險加固竣工，影響水庫安全的工程隱患基本解除。各種重現(xiàn)期的洪水調(diào)算成果見表3。

表2 參考汛限水位蓄水概率及相應(yīng)洪水計算成果表

表3 防洪調(diào)算成果表

4）在確保水庫工程安全的前提下，按最大限度地保護(hù)下游安全和滿足蓄水興利的原則，通過計算和多種方案綜合后選定，汛中限制水位為160.00 m（起調(diào)水位）。按照蓄水興利、保下游安全、保大壩安全等3方面核算汛中限制水位，分析計算比較成果見表4。

表4 汛中限制水位核算成果表

1.2 汛中允許超蓄水位的確定

當(dāng)7月已發(fā)生過較大暴雨的情況下，允許8月初按超汛中限制水位控制蓄水，這是一種特定情況下允許在8月的上半月機(jī)動控制蓄水指標(biāo)的汛限水位。按8月16日—9月底水庫的實際可蓄存水量（保證率50%或75%），經(jīng)計算，水庫75%保證率實際可蓄存水量為63.2萬m3，汛末蓄水庫容減去63.2萬m3后，得水庫相應(yīng)庫容為3 006.8萬m3，對應(yīng)水位為162.74 m。經(jīng)綜合對比分析，確定水庫汛中允許超蓄水位為162.00 m，計算結(jié)果見表5。

1.3 正常洪水調(diào)度方案

當(dāng)雨前水庫水位低于汛中限制水位，根據(jù)預(yù)報雨后水庫水位也不會超過此限制水位，本水庫不泄洪。當(dāng)雨前水位已達(dá)到160.00 m，日凈雨低于155.70 mm，預(yù)報雨后水位不超過166.82 m，可按556 m3/s控制泄洪。常備隊員應(yīng)上堤巡查，做好檢查準(zhǔn)備工作。

表5 汛中限制和汛中允許超蓄水位計算成果表

2 非常洪水調(diào)度方案

非常洪水指經(jīng)過水庫調(diào)蓄后，下泄流量仍大于下游河道所允許的最大安全行洪量，但仍未超過水庫工程現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水。遇此類洪水，下游需準(zhǔn)備防洪搶險，水庫要加強警戒。

1）允許最高水位。允許最高水位為水庫安全所允許的最高庫水位，本次采用《青州市黑虎山水庫除險加固工程初步設(shè)計水文分析計算報告》（2008年7月）中確定的校核洪水位170.77 m。預(yù)報水位將達(dá)到或者超過170.77 m時，防汛搶險隊伍必須上壩加強防守，并做好采取非常應(yīng)急措施的準(zhǔn)備。

2）非常洪水調(diào)度方案。當(dāng)雨前水位已達(dá)到汛中限制水位，日凈雨量超過338.3 mm時，達(dá)到設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)2 000年一遇，水庫達(dá)到允許最高水位170.77 m，溢洪閘閘門全開泄洪。同時應(yīng)通知下游群眾做好安全轉(zhuǎn)移準(zhǔn)備，搶險隊做好一切搶險準(zhǔn)備，注意觀察水情，加強人力防守，確保大壩安全。

3 結(jié)語

水庫洪水預(yù)報調(diào)度是為了充分發(fā)揮水庫效益，利用預(yù)報的洪水過程及徑流量、徑流深、洪水歷時、洪峰滯時等水文要素，科學(xué)實施控制運用方案，合理蓄泄洪水，在確保水庫工程安全的前提下，使有限的防洪庫容獲得水庫最優(yōu)蓄水量，有效地解決水庫防洪和興利蓄水的矛盾，有效增加洪水資源量，以實現(xiàn)洪水資源化，發(fā)揮水庫的最大效益。