淺談王圪堵水庫2022年度汛期調度運用計劃

張澤文，翟城武，魏于茜

（陜西水環(huán)境工程勘測設計研究院,陜西 西安 710018）

0 前言

水庫作為攔蓄利用地表徑流最有效的工程措施,也是調節(jié)水資源減小洪災最重要、最有效的一個環(huán)節(jié)。制定科學合理的水庫調度運用計劃,為王圪堵汛期調度運行提供依據(jù),可有力保障水庫在安全度汛,降低上下游洪水風險,獲取相對更大的興利效益。

1 汛期調度運用計劃編制依據(jù)

1.1 法律法規(guī)

（1）《中華人民共和國突發(fā)事件應對法》（2007年11月1日施行）；

（2）《中華人民共和國防洪法》（2016年7月2日施行）；

（3）《中華人民共和國水法》（2016年7月2日施行）；

（4）《中華人民共和國防汛條例》（2011年1月8日修訂）；

（5）《中華人民共和國河道管理條例》（2018年3月19日施行）；

（6）《陜西省實施＜中華人民共和國防洪法＞辦法》（2014年11月27日施行）；

（7）《水庫大壩安全管理條例》（2018年3月施行）。

1.2 規(guī)范及技術標準

（1）《水庫大壩安全管理應急預案編制導則》（SL/Z 720-2015）；

（2）《水庫大壩安全評價導則》（SL 258-2017）；

（3）《防洪標準》（GB 50201-2014）；

（4）《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252-2017）；

（5）《水利水電工程洪水計算規(guī)范》（SL 44-2006）；

（6）《水利水電工程水文計算規(guī)范》（SL/T 278-2020）；

（7）《水庫防汛搶險應急預案編制大綱》（2013）；

（8）《水情預警信號》（SL 758-2018）。

2 基本資料

2.1 水庫特征水位與特征庫容

王圪堵水庫的任務以供水為主,兼顧防洪、攔沙、灌溉、發(fā)電等綜合利用,采用蓄水攔沙運行方式。在進行調節(jié)計算時優(yōu)先考慮現(xiàn)有用水戶的需求,在保證生活供水的前提下,再盡量保證水庫下游現(xiàn)有灌區(qū)灌溉保證率達到50%和滿足壩址下游（至蘆河口段）河道生態(tài)基流,最后盡可能提供工業(yè)供水,工業(yè)供水保證率不低于95%。

王圪堵水庫正常蓄水位1046.00 m,現(xiàn)狀相應庫容2.96億m3,水庫死水位1027.00 m,相應死庫容0.703 億m3,可滿足壩前淤積高程及泄洪排沙洞進水要求；水庫滯洪庫容設置在正常蓄水位1046.00 m之上,并按確定的泄洪排沙洞及溢洪道的型式、尺寸和泄洪能力進行調洪計算。根據(jù)《陜西省王圪堵水庫工程初步設計報告》100 年一遇設計洪水位為1047.97 m,2000 年一遇校核洪水位為1050.89 m。

2.2 設計洪水

根據(jù)《陜西省王圪堵水庫工程初步設計報告》中壩址處的洪峰、洪量頻率分析結果,壩址100 年一遇洪峰流量為1310 m3/s,24 h洪量為4220萬m3,72 h洪量為6734萬m3,168 h洪量為9384萬m3。2000年一遇洪峰流量為2730 m3/s,24 h洪量為8413 萬m3,72 h洪量為12707萬m3,168 h洪量為 17349萬m3。

2.3 泄流能力及泄流曲線

王圪堵水庫泄水建筑物有泄洪排沙洞和溢泄道,泄洪排沙洞進口底板高程1014.00 m,溢洪道堰頂高程與正常蓄水位齊平為1046.00 m。泄流曲線見圖1。初步設計中,設計洪水位1047.97 m,下泄流量為305 m3/s,校核洪水位 1050.89 m,下泄流量為560 m3/s。

圖1 泄洪建筑物泄流曲線

2.4 泄洪設施及運用條件

泄洪排沙洞是調控水庫水位的主要泄水建筑物。遭遇洪水水庫水位上升水庫臨近蓄滿時,逐步開啟泄洪排沙洞閘門直至全開,控制水庫水位上升,盡量避免溢洪道過流,并借機排沙。當水庫水位回落到汛限水位時,開始逐步關閉閘門,直至洪水過程終結水位穩(wěn)定后閘門全部關閉。當泄洪排沙洞閘門全開,水庫水位超過溢洪道堰頂高程1046.00 m時,溢洪道參與泄洪。

3 水庫特征水位及庫容

根據(jù)《陜西省王圪堵水庫工程初步設計報告》,水庫總庫容為3.89億m3,死庫容為0.83 億m3,調節(jié)庫容為2.28 億m3,滯洪庫容為0.78億m3,死水位為1027 m,正常蓄水位為1046 m,設計洪水位為1047.97 m,校核洪水位為1050.89 m。

2021 年王圪堵水庫有限責任公司委托設計單位對水庫進行了淤積測量,更新了水位～庫容曲線,編制了《王圪堵水庫庫區(qū)泥沙淤積測量報告》,根據(jù)該測量報告,2019 年～2021年水庫淤積量為360萬m3,水庫淤積量較小,且基本淤積在庫尾和左岸。水庫特征水位及庫容見表1。

表1 水庫特征水位及庫容

4 汛期防洪調度運用方案

4.1 防洪調度任務、目標和原則

按照王圪堵水庫安全標準和下游防護標準,科學合理、安全有效,減免損失原則,擬定洪水調度的任務是盡量騰出防洪庫容,攔蓄洪水、削減洪峰、確保大壩安全。在大壩安全的前提下,兼顧下游河道防洪安全,并減輕無定河干流洪水災害。同時在不影響防洪安全的情況下,盡可能多蓄水,發(fā)揮水資源綜合效益。

嚴格按照《防洪標準》（GB 50201-2014）、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252-2017）及省防總批復的調度運用計劃設計標準執(zhí)行,即正常運用情況下水庫設計洪水標準為100 年一遇,洪峰流量為1310 m3/s,非常運用情況下校核洪水標準為2000 年一遇,洪峰流量為2730 m3/s,汛限水位為1041 m,相應庫容為2.215億 m3,要求汛期水庫調度運行必須堅持：（1）大壩安全第一；（2）陜西省防總批復的洪水調度原則；（3）小流量提前泄水,盡量減小對下游河道的防洪壓力。

4.2 防洪調度方案

4.2.1 100年一遇洪水調度

當王圪堵入庫洪水為100年一遇及以下洪水,即遇設計洪水時,調度方式為：起調水位為1041 m,開啟泄洪排沙洞閘門,控制出庫流量不超過入庫流量,最大下泄流量不超過203 m3/s,壩前最高庫水位不超過1043.10 m。當庫水位回落至汛限水位1041 m以下時,調整下泄流量,使本次洪水過后,庫水位達到或低于汛限水位。100 年一遇洪水調節(jié)結果見表2。

表2 王圪堵水庫100年一遇洪水調洪計算表

續(xù)表2

4.2.2 2000年一遇及以下洪水調度

當王圪堵入庫洪水為2000年一遇及以下洪水,即遇校核洪水時,調度方式為：起調水位為1041 m,泄洪排沙洞閘門全部開啟,控制出庫流量不超過入庫流量,最大下泄流量不超過235 m3/s,壩前最高庫水位不超1046.62 m。當庫水位回落至汛限水位1041 m以下時,調整下泄流量,使本次洪水過后,庫水位達到或低于汛限水位。2000 年一遇洪水調節(jié)結果見圖2。

圖2 洪水過程線2000年一遇泄洪過程

5 調度權限

2022 年王圪堵水庫按照分級負責調度指揮,水庫管理單位負責水庫大壩、樞紐工程安全運行,提前向水庫下游及防汛部門預警,水庫下游各有關縣（區(qū)）防汛抗旱指揮部負責水庫下游河道防汛搶險工作。具體分級調度指揮權限按入庫洪峰流量確定。

1）當水庫發(fā)生大于20年一遇小于100年一遇設計洪水（668 m3/s＜Q＜1310 m3/s）時,由王圪堵水庫有限責任公司防指調度指揮并組織實施,并上報市水利局和市防指,由市防指通知橫山區(qū)、榆陽區(qū)、米脂縣、綏德縣、清澗縣防汛抗旱指揮部。

2）當水庫發(fā)生100年一遇設計洪水（Q=1310 m3/s）時,由王圪堵水庫有限責任公司防指調度指揮并組織實施,并上報市水利局和市防指,由市防指通知水庫下游橫山區(qū)、榆陽區(qū)、米脂縣、綏德縣、清澗縣防汛抗旱指揮部提前撤離可能淹沒區(qū)域內的所有人員。

3）當水庫發(fā)生2000年一遇校核洪水（1310 m3/s＜Q≤2730 m3/s）時,由市防指調度指揮,王圪堵水庫有限責任公司組織實施,市防指通知水庫下游橫山區(qū)、榆陽區(qū)、米脂縣、綏德縣、清澗縣防汛抗旱指揮部提前撤離可能淹沒區(qū)域內的所有人員。

4）當水庫發(fā)生超過2000年一遇校核洪水（Q＞2730 m3/s）時,由省防總調度指揮,榆林市防指和王圪堵水庫有限責任公司防指組織實施,市防指通知水庫下游橫山區(qū)、榆陽區(qū)、米脂縣、綏德縣、清澗縣防汛抗旱指揮部提前撤離可能淹沒區(qū)域內的所有人員。

6 水庫調度管理

6.1 管理機構

王圪堵水庫運行管理機構為榆林市水務集團王圪堵水庫有限責任公司,負責水庫運行管理,其中水庫運行中心負責組織制定水庫調度運用計劃,下達水庫調度指令、組織實施應急調度等,并收集掌握流域水雨情、水庫工程情況、供水區(qū)用水需求等情報資料。此外,為確保王圪堵水庫在汛期遇險情況下的安全度汛,王圪堵水庫管理公司成立了王圪堵水庫防汛指揮部和搶險隊伍,組織實施大壩汛期防洪搶險工作。

6.2 管理制度

水庫泄洪調度直接關系到工程安全和水庫綜合效益發(fā)揮,對人民經(jīng)濟有重大影響。要搞好水庫調度,保證運行調度方案和計劃的實施,必須按照國家的有關方針政策,結合水庫實際制定嚴格的工作制度,包括:（1）組織、審批、執(zhí)行及請示報告制度；（2）技術管理及運行值班制度；（3）與有關單位和部門的聯(lián)系制度。

6.3 管理機制

水庫管理人員負責與上級防辦及相關單位就水庫泄洪調度工作進行溝通協(xié)調,負責按調度指令要求制定水庫調度實施方案,并下達和督促執(zhí)行。

建立好與上游巴圖灣水庫調度關系,確保水庫蓄洪和行洪安全。

每年汛前,水庫應與水庫下游各方溝通,通報水庫調度及防洪運用相關內容,及時掌握下游河道有關工情和用水需求。

6.4 庫區(qū)管理及壩下預警

加強庫區(qū)和下游河道查勘,確保水庫蓄洪安全和河道行洪安全。有利于水庫庫區(qū)及壩下游河道區(qū)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)。根據(jù)王圪堵水不同響應級別,向下游3 km范圍內的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊進行洪水預警,提前通知水庫下泄流量大小、下泄時間等信息。

7 結語

王圪堵水庫2022 年度汛期調度運用計劃規(guī)范水庫汛期調度運用,確保王圪堵水庫安全運行,科學發(fā)揮水庫防洪和其他綜合效益,保障王圪堵水庫2022 年汛期承擔的防洪和各項興利目標順利實現(xiàn)。王圪堵水庫除承擔著向生活和工業(yè)供水的重要任務外,還具有一定控泄條件,同時還需要兼顧抗旱供水、生態(tài)、發(fā)電等多種興利調度需求,各目標相互交織,對水庫汛期調度運用提出了較高要求。本調度運用計劃適用于王圪堵水庫本年度汛期調度運用,同時也可供相近流域或類似水庫的汛期調度運用參考。