桃林口水庫(kù)汛限水位調(diào)整與蓄水關(guān)系

劉建軍，高金燕，張秀梅

（河北省桃林口水庫(kù)管理局,河北 秦皇島 066000）

工程管理

桃林口水庫(kù)汛限水位調(diào)整與蓄水關(guān)系

劉建軍，高金燕，張秀梅

（河北省桃林口水庫(kù)管理局,河北 秦皇島 066000）

探討了桃林口水庫(kù)汛限水位調(diào)整與蓄水的關(guān)系，闡明了在不影響水庫(kù)蓄水的前提下，無(wú)調(diào)洪庫(kù)容的大型水庫(kù)如何合理調(diào)整汛限水位，滿足下游防洪需求，為水庫(kù)的洪水調(diào)度和防汛工作提供了科學(xué)依據(jù)。

桃林口水庫(kù)；汛限水位調(diào)整；蓄水；防洪

1 問(wèn)題的提出

桃林口水庫(kù)位于灤河主要支流青龍河下游，總庫(kù)容8.59億m3，控制流域面積5060km2。工程按百年一遇洪水設(shè)計(jì)，千年一遇洪水校核。水庫(kù)主要任務(wù)是解決秦皇島城市用水和灤河中下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水，不設(shè)防洪庫(kù)容。水庫(kù)的興建通過(guò)自然調(diào)蓄過(guò)程對(duì)低標(biāo)準(zhǔn)洪水具有一定的削峰作用，但受汛前水庫(kù)蓄水和下游用水等條件限制，水庫(kù)的削峰作用具有一定隨機(jī)性。如“12·7”洪水，7月接連發(fā)生強(qiáng)降雨，水庫(kù)蓄水位較高，8月再次發(fā)生較大洪水時(shí)，難以再承擔(dān)削峰任務(wù)。

隨著青龍河河道兩岸經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防洪問(wèn)題日益突出，為解決下游河道兩岸城鎮(zhèn)、村莊及耕地的防洪問(wèn)題，急需合理調(diào)整桃林口水庫(kù)汛限水位及其調(diào)度運(yùn)用方式，分析不同控泄方案對(duì)水庫(kù)蓄水的影響，以協(xié)調(diào)防洪與興利的矛盾，充分發(fā)揮水庫(kù)工程的綜合效益。

2 下游防洪要求

目前青龍河沿岸防洪工程不完善，河道防洪能力偏低，遇大水年河水漫溢，沿河兩岸損失慘重，青龍河桃林口水庫(kù)以下河道逐漸開(kāi)闊，河灘地開(kāi)發(fā)余地較大，沿河村莊較多，左岸有盧龍縣城，加之該河下游河段為遷安、盧龍兩市縣的界河，水事矛盾和糾紛接連不斷。根據(jù)《青龍河桃林口水庫(kù)以下治導(dǎo)線規(guī)劃》、《灤河青龍河口段防洪治理工程可行性研究報(bào)告》及以往規(guī)劃有關(guān)規(guī)范，水庫(kù)下游青龍河沿河兩岸村莊及耕地的防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，河口段左岸盧龍縣城的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，現(xiàn)狀河道兩岸村莊及盧龍縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)均未達(dá)標(biāo)?！?2·7”洪水，入庫(kù)洪峰流量3997m3/s，不足10年一遇，根據(jù)洪痕調(diào)查成果，河道兩岸多處漫溢，沿岸多處工程出現(xiàn)險(xiǎn)情，因此研究桃林口水庫(kù)控泄，結(jié)合兩岸工程建設(shè)滿足下游防洪要求。

3 調(diào)整水庫(kù)汛限水位

3.1 控泄運(yùn)用條件

桃林口水庫(kù)現(xiàn)狀運(yùn)用的隨機(jī)防洪作用是基于一定調(diào)蓄運(yùn)用條件的，水庫(kù)的削峰作用取決于入庫(kù)洪水與水庫(kù)調(diào)蓄的隨機(jī)組合，為確保水庫(kù)的防洪效果，應(yīng)考慮水庫(kù)控制下泄流量，以滿足河道的防洪要求。根據(jù)水庫(kù)下游保護(hù)對(duì)象的防洪要求、桃林口水庫(kù)水文分析成果及現(xiàn)狀隨機(jī)削峰作用分析成果，水庫(kù)控泄方案為：①按降低洪水量級(jí)控泄，20年一遇控泄5120m3/s，5年一遇、10年一遇及超過(guò)20年一遇均不控泄；②按現(xiàn)狀運(yùn)用隨機(jī)削峰能力控泄，10年一遇控泄2570m3/s，20年一遇控泄5120m3/s；③10年一遇按現(xiàn)狀運(yùn)用隨機(jī)削峰能力控泄2570m3/s，20年一遇不控泄；④按治導(dǎo)線規(guī)劃10年一遇標(biāo)準(zhǔn)控泄，10年一遇、20年一遇均控泄3190m3/s；⑤10年一遇標(biāo)準(zhǔn)按治導(dǎo)線規(guī)劃10年一遇標(biāo)準(zhǔn)泄量控泄，20年一遇不控泄；⑥10年一遇標(biāo)準(zhǔn)按治導(dǎo)線規(guī)劃10年一遇標(biāo)準(zhǔn)泄量控泄，20年一遇按降低洪水量級(jí)控泄。

3.2 不同控泄方案汛限水位選擇

以不影響防洪安全為原則，以水庫(kù)設(shè)計(jì)、校核洪水位為控制條件確定汛限水位。不同控泄條件汛限水位選擇結(jié)果如表1。

表1 不同控泄方案汛限水位選用成果單位：m

根據(jù)《河北省桃林口水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告》桃林口水庫(kù)允許最高設(shè)計(jì)洪水位144.666m，允許最高校核洪水位145.418m。表1中校核洪水位與原設(shè)計(jì)基本相同；設(shè)計(jì)洪水位雖較原設(shè)計(jì)高了0.05～0.12m，但與“安全鑒定”中允許最高設(shè)計(jì)洪水位還低得多，因此不同控泄方案選用汛限水位成果可以滿足水庫(kù)大壩安全要求。

3.3 汛限水位的確定

3.3.1 削峰效果比較

從各方案削峰效果來(lái)看，若以20年一遇標(biāo)準(zhǔn)削峰最好為主，應(yīng)選擇方案4，汛限水位136.0m；若以10年一遇標(biāo)準(zhǔn)削峰最好為主，應(yīng)選擇方案2，汛限水位137.5m；若兼顧10年一遇、20年一遇標(biāo)準(zhǔn)削峰效果，應(yīng)推薦方案6，汛限水位138.5m。

3.3.2 供水效益比較

根據(jù)現(xiàn)狀水平年來(lái)水系列及淤積20年水庫(kù)庫(kù)容曲線，采用時(shí)歷法長(zhǎng)系列（1929～2010年）進(jìn)行兩級(jí)保證率徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，以延長(zhǎng)系列后汛限143.4m規(guī)模75%、95%兩級(jí)保證率的供水量為基礎(chǔ)進(jìn)行比較：低保證率75%供水，汛限水位降到140.2m以上對(duì)水庫(kù)供水量沒(méi)有影響，水位降至139.5m以下的各方案水庫(kù)供水量減少0.20億～0.35億m3。從供水效益比較，汛限水位越低，供水效益越少，但各方案對(duì)水庫(kù)供水效益影響均較小，且相差不大。

3.3.3 對(duì)河道下游防洪作用比較

從不同控泄方案對(duì)下游防洪的作用來(lái)看，方案1按降低洪水量級(jí)控泄，控泄流量大于河道規(guī)劃的設(shè)計(jì)流量，不能完全滿足下游的防洪要求；方案2按現(xiàn)狀運(yùn)用隨機(jī)削峰控泄，10年一遇控泄流量滿足下游河道兩岸的防洪要求，20年一遇控泄流量介于10年、20年治導(dǎo)線設(shè)計(jì)流量之間，水庫(kù)控泄壓力大；方案3相當(dāng)于10年一遇控泄作用超強(qiáng)發(fā)揮，20年一遇沒(méi)有削峰作用；方案4控泄流量滿足下游河道防洪要求，對(duì)盧龍縣城防洪作用和減少防洪工程量最明顯；方案5，10年一遇滿足下游河道治理規(guī)模要求，20年一遇沒(méi)有削峰作用；方案6，10年一遇滿足下游河道治理規(guī)模要求，20年一遇略有消峰作用。因此，從與治導(dǎo)線規(guī)劃及下游河道治理規(guī)模協(xié)調(diào)考慮應(yīng)在方案4～方案6中。

通過(guò)供水效益的比較、削峰效果的比較結(jié)合與下游河道治理規(guī)模協(xié)調(diào)，兼顧10年一遇，20年一遇標(biāo)準(zhǔn)削峰效果，綜合確定方案6，該方案汛限水位138.5m，設(shè)計(jì)、校核洪水位均低于原設(shè)計(jì)值，不影響水庫(kù)防洪安全。

4 降低汛限水位與水庫(kù)蓄水的關(guān)系

4.1 降低汛限水位后水庫(kù)蓄水運(yùn)用情況分析

桃林口水庫(kù)推薦采用的汛限水位138.5m，該方案與原水庫(kù)汛限水位143.4m的運(yùn)用方案比較，多年平均供水量減少69萬(wàn)m3，供水保證率由74.4%降為73.2%。

按正常蓄水位143.4m，汛限水位按138.5m分析，分析水庫(kù)降低汛限水位后的運(yùn)用情況。分析結(jié)果在1929～2010年共82年系列中，有61年可達(dá)5.0億m3，滿足低保證率供水量需求，供水保證率為73.2%；有76年可達(dá)1.7億m3，供水保證率為92.7%，滿足高保證率供水量要求。

4.2 降低汛限水位蓄滿運(yùn)用幾率分析

從汛限水位138.5m調(diào)節(jié)計(jì)算過(guò)程中1929～2010年歷年逐月終蓄庫(kù)容分析，降低汛限水位，桃林口水庫(kù)在71年調(diào)節(jié)計(jì)算中有48年蓄至汛限水位以上，其中有32年蓄滿（蓄至正常蓄水位）。汛限水位以下最大蓄水量6.538億m3，正常蓄水位以下最大蓄水量7.406億m3，蓄至汛限水位的蓄滿率為67.6%，蓄至正常蓄水位的蓄滿率為45.1%。與原設(shè)計(jì)汛限水位分析結(jié)果比較，水庫(kù)蓄至正常蓄水位（蓄滿）的年份由原設(shè)計(jì)情況下的37年減少為32年，蓄滿率由原設(shè)計(jì)情況下的52.1%降為45.1%。

建庫(kù)后1999～2011年水庫(kù)從未蓄滿，汛前一直未蓄到138.5m，汛前6月30日最高蓄水位為2011年的130.52m。從建庫(kù)后分析降低汛限水位對(duì)蓄滿運(yùn)用幾率沒(méi)有影響。

5 結(jié)論與建議

桃林口水庫(kù)汛限水位由143.4m降至138.5m后可將10年一遇洪水削減至原10年一遇河道整治流量標(biāo)準(zhǔn)，20年一遇對(duì)減輕盧龍縣城防洪壓力，對(duì)防洪工程建設(shè)具有顯著效益。汛限水位調(diào)整后的調(diào)度原則：①汛限水位138.5m；②庫(kù)水位141.16m（10年一遇洪水位）以下時(shí)控泄流量3190m3/s，庫(kù)水位141.16～143.23m之間控泄流量5120m3/s；③庫(kù)水位超過(guò)143.23m后不控泄，但應(yīng)控制泄量不大于入庫(kù)洪峰流量。

鑒于桃林口水庫(kù)降低汛限水位運(yùn)用對(duì)水庫(kù)蓄水影響甚微，為滿足水庫(kù)下游河道防洪要求，應(yīng)考慮改變水庫(kù)現(xiàn)有調(diào)度運(yùn)用方式，在確保大壩安全的情況下合理調(diào)整汛限水位降低幅度及控泄方式，確保水庫(kù)綜合效益的發(fā)揮。

［1］河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.桃林口水庫(kù)防洪作用分析［R］.2006.

［2］河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.桃林口水庫(kù)汛限水位分析報(bào)告［R］.2013.

［3］劉國(guó)平.庫(kù)汛限水位及防洪庫(kù)容的理解和認(rèn)識(shí)［J］.治淮，2001（1）.

［4］萬(wàn)俊，陳惠源，楊小冬，等.白盆珠水庫(kù)汛期蓄水運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析［J］.水電能源科學(xué)，2000（1）.

［5］曹升樂(lè)，王艷玲，贠汝安.門(mén)樓水庫(kù)汛限水位及調(diào)度方法研究［J］.水文，2005（2）.

［6］張永利，彭龍.年調(diào)節(jié)水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算的長(zhǎng)系列法［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2012，18（2）.

［7］田根友，董磊.綜合利用水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算的幾種方法［J］.貴州水力發(fā)電，2009（6）.

［8］張子賢.綜合利用水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算中若干問(wèn)題［J］.海河水利，1995（6）.

Relationship between flood control lim ited level ad justment and water storage of Taolinkou reservoir

LIU Jian-jun,GAO Jin-yan，ZHANG Xiu-mei
（Toulinkou Reservoir Administration Bureau of Hebei Province,Qinhuangdao 066000，China）

The relationship between flood control limited level（FCLL）adjustment and water storage of Taolinkou reservoir was discussed.We demonstrated how the large reservoirs which had no flood regulation storage capacity reasonable adjust the FCLL to satisfy the need of downriver flood control on the premise thatwater storage will no affecting，this provided a scientific basis for flood dispatching and flood prevention work of Taolinkou reservoir.

Taolinkou reservoir；flood control limited level adjustment；water storage；flood control

TV122

B

1672-9900（2015）01-0090-03

2015-01-16

劉建軍（1972-），男（滿族），河北圍場(chǎng)人，高級(jí)工程師，主要從事水利工程管理工作，（Tel）13623340966。