【摘要】水庫的汛限水位是水庫防洪調(diào)度的重要指標(biāo),關(guān)系到水庫防洪與興利目標(biāo)間矛盾的合理解決。本文主要依托陸良板橋水庫的實(shí)際,從分期洪水計(jì)算、洪水調(diào)節(jié)計(jì)算和徑流調(diào)節(jié)計(jì)算等方面,分析了該水庫工程所采取的汛限水位研究方法,以實(shí)現(xiàn)水庫洪水資源化的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】汛限水位;洪水資源化;分期洪水計(jì)算
1、引言
板橋水庫是板橋河流域梯級(jí)水庫的最后一級(jí),其防洪庫容和興利庫容部分結(jié)合,每年汛期5月1日至10月31日按1852.35m汛限水位控制運(yùn)行,起到削峰滯洪的作用,減小下游的防洪壓力。故板橋河流域梯級(jí)水庫群應(yīng)采取聯(lián)合調(diào)度,以確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
2、工程概況
2.1基本情況
板橋水庫位于南盤江上游右岸一級(jí)支流芳華河上,流域內(nèi)水利工程較多,形成一個(gè)梯級(jí)水庫群。韭菜坪和普山水庫建于右岸支流上,蓮花田與小雨堡水庫建于干流上,與板橋水庫組成類似于“串聯(lián)”水庫,流域水系圖見圖1。
橋板水庫主壩屬均質(zhì)土壩,除險(xiǎn)加固后壩高16.6m,壩頂寬5.0m,壩頂高程1860m,壩長(zhǎng)624m;副壩兩座總長(zhǎng)650m。水庫汛限水位1852.35m,正常蓄水位1854.81m,相應(yīng)庫容1185.0萬m3,設(shè)計(jì)水位1854.96m,相應(yīng)庫容1233.0萬m3,校核水位1855.65m,相應(yīng)庫容1470.0萬m3。
2.2水文氣象
板橋水庫屬北亞熱帶和暖溫帶高原季風(fēng)型氣候;根據(jù)陸良縣氣象站實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì),多年平均氣溫14.7℃,最高氣溫33.9℃最低氣溫-13.2℃;多年平均霜日44d;流域多年平均降水量876.4m,最大年降水量1338.4mm,最小年降水量432.3mm;主汛期6-9月平均降水量為586.1mm,汛后期10-11月平均降水量為98.0mm。
3分期汛限水位研究
3.1 主汛期、汛后期劃分
板橋水庫單點(diǎn)暴雨頻發(fā),具有歷時(shí)短、強(qiáng)度大、籠罩面積小的特點(diǎn);實(shí)測(cè)最大24小時(shí)暴雨量154.2mm。暴雨發(fā)生頻次最高的是6月份,其次是7月份,統(tǒng)計(jì)板橋水庫日降水超50.0mm,見表1,據(jù)此可將主汛期劃分為5~9月,汛后期劃分為10~11月。
3.2分期洪水計(jì)算
板橋水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。
(1)主汛期
依據(jù)《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》SL44-2006的相關(guān)規(guī)定,板橋水庫主汛期區(qū)間洪水根據(jù)暴雨資料計(jì)算,在考慮上游水庫泄洪條件下,設(shè)計(jì)斷面處洪水采用地區(qū)組成法推求,計(jì)算得到主汛期千年一遇洪峰流量為729m3/s。
(2)汛后期
根據(jù)流域?qū)嶋H情況,采用“類比法”計(jì)算汛后期洪水,附近獨(dú)木水庫位于南盤江右岸一級(jí)支流篆長(zhǎng)河上,屬曲靖市麒麟?yún)^(qū)墨紅鎮(zhèn),流域產(chǎn)匯流條件與板橋水庫集水區(qū)相似,氣象條件一致。因此,移用獨(dú)木水庫的汛后期洪水與年洪水的比值來估算板橋水庫的汛后期洪水。汛后期洪水同樣考慮上游水庫泄流,地區(qū)洪水組合采用與年洪水相同的方法進(jìn)行,計(jì)算得到汛后期千年一遇洪峰流量為270m3/s。
3.3洪水調(diào)節(jié)計(jì)算
3.3.1調(diào)洪計(jì)算
板橋水庫除險(xiǎn)加固后,溢洪道為凈寬30m的寬頂堰,有閘門控制。輸水洞底高程1846.25m,安裝有1.6×1.6m的閘門。汛期結(jié)合水情測(cè)報(bào)系統(tǒng),溢洪道敞泄,當(dāng)水位超過汛限水位時(shí),同時(shí)將輸水洞閘門打開,與溢洪道共同泄洪,使庫水位回落至汛限水位。
3.2.2調(diào)洪計(jì)算結(jié)果
根據(jù)板橋水庫設(shè)計(jì)洪水過程,用試算法推求分期汛限水位,結(jié)果見表2。
經(jīng)洪水調(diào)算,由汛后洪水(P=0.1%)調(diào)算的校核洪水位為1855.00m,低于由年洪水調(diào)算的1856.88m,水庫規(guī)模由年設(shè)計(jì)洪水控制。
3.4徑流調(diào)節(jié)計(jì)算
板橋水庫承擔(dān)著下游陸良?jí)螀^(qū)農(nóng)業(yè)灌溉供水,根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定,供水保證率取75%。在75%保證率情況下,普山、小雨堡、蓮花田來水較少,基本無棄水流入板橋水庫,即板
橋水庫來水僅為區(qū)間來水。
根據(jù)分期洪水調(diào)算成果,6~9月限制蓄水1853.10m,10月開始蓄水直至正常蓄水位,之后來水較少,可維持正常蓄水位運(yùn)行。選取典型年來水過程進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算,結(jié)果可蓄到或接近正常水位,具體如下:
①2006年實(shí)際蓄水至1954.71m,差0.10到正常水位,按典型來水過程調(diào)算恰好蓄至正常水位;②2007年實(shí)際蓄水至1954.67m,差0.14m到正常水位,按典型來水過程調(diào)算相差0.05m至正常水位;③2008年實(shí)際蓄水至1854.81m,達(dá)到正常蓄水位,按典型來水過程調(diào)算同樣可蓄到正常水位。
經(jīng)調(diào)節(jié)計(jì)算,將汛限水位提高0.75m后,水庫11月末基本都能蓄至正常水位,可充分發(fā)揮工程設(shè)計(jì)效益。
4、陸良板橋水庫分期汛限水位的評(píng)價(jià)
在“板橋水庫除險(xiǎn)加固初設(shè)報(bào)告”基礎(chǔ)上,延長(zhǎng)2002~2013年暴雨資料對(duì)“報(bào)告”中的設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行復(fù)核,由于暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)減小,板橋水庫設(shè)計(jì)洪水成果較“除險(xiǎn)加固初設(shè)報(bào)告”偏小。據(jù)此,經(jīng)反復(fù)調(diào)節(jié)調(diào)算,在滿足水庫防洪安全的情況下,可將汛限水位最大提高至1853.10m。為充分利用水資源,較好發(fā)揮板橋水庫的設(shè)計(jì)效益,建議將水庫主汛期汛限水位提高0.75m,即1853.10m,汛后期汛限水位提高至1854.81m。
水庫調(diào)度運(yùn)行:從6月份開始蓄水,主汛期(6-9月)將溢洪道閘門打開度汛,蓄水至汛限水位1853.10m后,多余水量從溢洪道及輸水洞排泄。至主汛期末汛后期(10-11月),溢洪道閘門下閘蓄水,當(dāng)遇較大洪水,庫水位超過正常蓄水位時(shí),開啟溢洪道及輸水洞閘門泄流,使庫水位回落至正常蓄水位。汛后期(10-11月)庫水位以正常水位控制,經(jīng)汛后1000年一遇校核洪水復(fù)核,水庫滿足防洪要求。同時(shí)結(jié)合水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng),加強(qiáng)水情、雨情預(yù)報(bào),充分保證水庫安全、效益。
5、結(jié)論
本文主要利用分期來調(diào)整水庫汛限水位,將其作為實(shí)現(xiàn)洪水資源的重要途徑,通過分析可知分期汛限水位可以有效反映出汛期的實(shí)際情況,其在實(shí)際應(yīng)用中是合理、有效的,具體選取哪種方法對(duì)水庫汛限水位進(jìn)行研究,需結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)測(cè)資料、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和管理操作等具體情況來確定。
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作者簡(jiǎn)介:許自學(xué),1975年6月,男,漢族,云南陸良人,本科,工程師,主要從事水文情報(bào)預(yù)報(bào),水資源開發(fā)利用、評(píng)價(jià)等工作。