膠州市青年水庫汛期洪水調(diào)度及管理探討

鄭 梅，李啟況，董 璐

（1.膠州市水利局，山東 膠州 266300；2.青島市城陽區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心，山東 青島 266109；3.青島市嶗山風(fēng)景名勝區(qū)管理局，山東 青島 266061）

膠州市青年水庫位于膠州市池子崖河中下游，三里河街道辦事處池子崖村西南和劉家村村東之間，是一座以防洪、興利為主的多年調(diào)節(jié)中型水庫。水庫控制流域面積25 km2，建于1958年，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1 000 年一遇。水庫總庫容1 051 萬m3，其中死庫容83.3 萬m3，興利庫容695.8 萬m3，調(diào)洪庫容271.8 萬m3；水庫設(shè)計(jì)洪水位18.39 m，校核洪水位19.03 m ，興利水位17.50 m，死水位10.91 m。2009 年實(shí)施除險(xiǎn)加固，水庫樞紐工程為大壩、溢洪道和放水洞三部分，工程運(yùn)行良好，2018 年青年水庫大壩安全鑒定為一類壩。

1 水庫洪水調(diào)度原則

1）中小洪水調(diào)度。青年水庫遇中小洪水，水庫水位低于允許壅高水位18.22 m 時(shí)，下泄流量不超過80 m3/s，下游群眾不需要轉(zhuǎn)移，要在確保工程安全的前提下，充分發(fā)揮水庫攔洪削峰、保護(hù)下游安全的作用，并最大限度地蓄水，滿足興利用水的要求。

2）標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)較大洪水調(diào)度。青年水庫遇標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)較大洪水，洪水經(jīng)水庫調(diào)蓄后，下泄流量仍超過下游河道安全泄量80 m3/s，但未超過水庫工程現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水，下游群眾需要轉(zhuǎn)移，要確保水庫工程安全，此時(shí)水庫及其上下游都要采取防洪搶險(xiǎn)和必要的安全轉(zhuǎn)移群眾措施，減輕洪災(zāi)損失，保證人民群眾生命安全，并不失時(shí)機(jī)地?cái)r蓄峰后尾水供興利使用。

3） 超標(biāo)準(zhǔn)洪水調(diào)度。青年水庫遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水，洪水經(jīng)水庫調(diào)蓄后最高水位超過水庫允許最高水位19.03 m，要采取應(yīng)急措施，盡最大努力保大壩，下游要做全力搶險(xiǎn)的同時(shí)，對(duì)可能受淹的群眾組織安全轉(zhuǎn)移，最大限度地縮減災(zāi)情，確保人民生命安全。

2 汛期控制運(yùn)用指標(biāo)

2.1 水庫下游河道安全泄量

青年水庫下游池子崖河干流設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇，水庫溢洪道出口至池子崖河河口段無支流匯入，對(duì)青年水庫下游河道按不淹地和不影響交通的要求，控制水庫下游河道安全泄量80 m3/s 內(nèi)。

2.2 汛中限制水位

按確保水庫工程安全的前提下，最大限度地保護(hù)上游庫區(qū)16.32 m 高程米線以上不受淹沒，兼顧下游河道防洪安全和滿足蓄水興利的原則，通過計(jì)算確定汛中限制水位為16.32 m，相應(yīng)庫容617.7 萬m3。

2.3 汛期閘門調(diào)度運(yùn)用方式

汛期閘門調(diào)度運(yùn)用方式為I 級(jí)調(diào)度運(yùn)用，即當(dāng)水庫水位低于允許壅高水位18.22 m 時(shí)，3 孔溢洪閘逐漸同步開啟0.97 m，控制泄量80 m3/s；當(dāng)水庫洪水位超過允許壅高水位18.22 m 且水位持續(xù)上漲時(shí)，3 孔溢洪閘全部開啟，按自由出流敞泄，以確保水庫大壩安全。

2.4 調(diào)度運(yùn)用指標(biāo)

1）汛中允許超蓄水位。汛中允許超蓄水位是當(dāng)7 月份出現(xiàn)較大暴雨后，允許8 月初按超蓄水位控制蓄水?？紤]青年水庫上游淹沒影響，選定16.32 m 作為水庫的允許超蓄水位。

2） 汛末蓄水位?？紤]青年水庫上游淹沒影響，選定青年水庫汛末蓄水位為16.32 m。

3）允許壅高水位。遇中小洪水，按照確定的汛中限制水位，以固定開度0.97 m 的方式調(diào)洪計(jì)算20 年一遇洪水庫水位，作為允許壅高水位，即18.22 m。

4）警戒水位。遇標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)較大洪水，警戒水位為防范水庫可能出現(xiàn)險(xiǎn)情的高水位，按工程質(zhì)量、現(xiàn)狀抗洪能力、防汛搶險(xiǎn)準(zhǔn)備時(shí)間等要求確定?？紤]工程現(xiàn)狀抗洪能力確定警戒水位采用100 年一遇洪水位，即18.39 m。

5）允許最高水位。校核洪水標(biāo)準(zhǔn)1 000 年一遇洪水，考慮中小洪水控泄的要求，1 000 年一遇洪水位作為允許最高水位，即19.03 m。

3 洪水調(diào)度方案

3.1 繪制防洪調(diào)度圖

1）P+Pa～R 關(guān)系曲線。青年水庫流域面積小于300 km2，根據(jù)《水庫防洪調(diào)度方案編制計(jì)算手冊(cè)》，使用P+Pa～R 關(guān)系曲線6 號(hào)線，設(shè)計(jì)Pa＝40 mm，編制青年水庫P+Pa～R 關(guān)系曲線表。

2）不泄水區(qū)邊界線。按青年水庫來水全部蓄存，最高水位不超過汛中限制水位16.32 m（對(duì)應(yīng)庫容617.7 萬m3）的原則，用水量平衡的方法，求不同凈雨和頻率的雨前庫水位，即得邊界線坐標(biāo)值，編制雨前庫水位和相應(yīng)日凈雨量關(guān)系表。

3）限制泄洪區(qū)邊界線。該區(qū)邊界線的計(jì)算條件為最大下泄流量80 m3/s，相應(yīng)最高庫水位要低于警戒水位18.39 m。水庫入庫設(shè)計(jì)洪水采用暴雨法，推算各種頻率和各種日凈雨的洪水過程，按照汛限水位以下不泄洪，汛限水位和允許壅高水位之間限泄，最高水位剛好達(dá)到允許壅高水位，進(jìn)行水庫調(diào)算，試算相應(yīng)的雨前水位，編制雨前庫水位和相應(yīng)日凈雨量關(guān)系表。

4） 自由泄洪區(qū)邊界線。設(shè)計(jì)洪水采用暴雨法，推算各種頻率和各種日凈雨的洪水過程，按照汛限水位以下不泄洪，汛限水位和允許壅高水位之間限泄，超過允許壅高水位自由暢泄，允許最高水位為19.03 m（對(duì)應(yīng)庫容1 051 萬m3），進(jìn)行水庫調(diào)算，編制雨前庫水位和相應(yīng)日凈雨量關(guān)系表。

5）繪制防洪調(diào)度圖。防洪調(diào)度圖由分區(qū)的調(diào)度區(qū)邊界線組成，縱坐標(biāo)為水庫水位，取值范圍自死水位，上至大壩頂高程，橫坐標(biāo)為日凈雨。按不同的泄洪方式繪制調(diào)度區(qū)邊界線，將調(diào)度區(qū)分為不泄水區(qū)、限制泄洪區(qū)和自由泄洪區(qū)三部分組成。

3.2 查詢防洪調(diào)度圖

根據(jù)實(shí)際起始一段歷時(shí)的降雨量，由P+Pa～R24關(guān)系查出實(shí)際降雨量所對(duì)應(yīng)的日凈雨深；利用雨前水位及日凈雨深，判定所屬的調(diào)度區(qū)，利用防洪調(diào)度圖初定最高水位和泄洪方式；若降雨繼續(xù)，則用累計(jì)雨量再查P+Pa～R 得所對(duì)應(yīng)的日凈雨深，由此選定新的泄洪方式，依次類推，及時(shí)調(diào)整調(diào)度方式，預(yù)估最高庫水位和最大泄洪流量，為臨汛調(diào)度指揮和防洪搶險(xiǎn)決策提供依據(jù)。

3.3 中小洪水調(diào)度

中小洪水經(jīng)水庫調(diào)節(jié)后，下泄流量不大于下游河道安全泄量的洪水。根據(jù)青年水庫防洪調(diào)度圖（不泄水區(qū)和限制泄水區(qū)），確定中小洪水調(diào)度方案。

1）青年水庫2020 年6 月21 日至8 月15 日控制水庫蓄水位為16.32 m。

2） 雨前水位低于汛中限制水位16.32 m，且雨后水位仍低于16.32 m 時(shí)，閘門不開啟。

3）當(dāng)雨前水位為16.32 m 時(shí)，降雨產(chǎn)生日凈雨深不超過259 mm 的情況下，預(yù)計(jì)最高庫水位不超過允許壅高水位18.22 m，按3 孔逐漸開啟0.97 m，下泄流量不超過河道安全流量80 m3/s，以免危及下游安全。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)較大洪水的調(diào)度

標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)較大經(jīng)過水庫調(diào)蓄后，下泄流量大于下游河道所允許的最大安全行洪量80 m3/s，但未超過水庫工程現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水，下游要準(zhǔn)備防洪搶險(xiǎn)，水庫加強(qiáng)警戒。

當(dāng)雨前水位為16.32 m，預(yù)計(jì)最高庫水位不超過允許壅高水位18.22 m 時(shí)，3 孔均固定開啟0.97 m，下泄流量不超過80 m3/s；水位持續(xù)上漲超過允許壅高水位18.22 m 時(shí)，3 孔閘全部開啟敞泄，當(dāng)降雨產(chǎn)生日凈雨不超過328 mm，水庫水位將低于允許最高水位19.03 m。

3.5 超標(biāo)準(zhǔn)洪水對(duì)策和防洪搶險(xiǎn)措施

水庫雨前水位已達(dá)到汛中限制水位16.32 m，當(dāng)降雨產(chǎn)生日凈雨量超過328 mm 時(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)1 000 年一遇，預(yù)報(bào)水庫達(dá)到允許最高水位19.03 m，溢洪閘閘門全開泄洪。同時(shí)應(yīng)通知下游群眾做好安全轉(zhuǎn)移準(zhǔn)備，注意觀察水情，加強(qiáng)人力防守，確保大壩安全，最大限度地利用水庫調(diào)蓄洪水，達(dá)到興利除害目的。

4 措施與建議

4.1 熟悉水庫基本情況，加強(qiáng)工程管理

全面熟悉了解水庫上游流域水文、氣象、地質(zhì)、水庫控特性指標(biāo)，水庫除險(xiǎn)加固工程概況、水庫樞紐工程與大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施運(yùn)行狀況，防汛搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案和水庫控制運(yùn)用計(jì)劃方案等內(nèi)容。汛期，水庫巡查管理人員，定期和不定期的巡查水庫大壩、放水洞和溢洪道工程的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)報(bào)告處理。

4.2 提前做好水庫泄洪預(yù)警

在溢洪閘開閘溢洪前，水行政主管部門或河道管理單位以書面形式做好水庫泄洪預(yù)警，通知水庫下游河道所在的鎮(zhèn)或街道辦事處和城市河道主管部門，全面做好水庫泄洪準(zhǔn)備；同時(shí)，水庫管理單位也要在水庫泄洪前進(jìn)行一次檢查，確保水庫溢洪道及下游河道內(nèi)無人員和阻水設(shè)施。

4.3 嚴(yán)格執(zhí)行水庫調(diào)度指令

水庫管理單位收到上級(jí)水行政主管部門對(duì)水庫的泄洪調(diào)度指令后，嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的調(diào)度計(jì)劃和水庫工程標(biāo)準(zhǔn)化管理手冊(cè)要求，給操作人員和觀察人員下達(dá)工作指令開閘泄洪，填寫閘門開啟操作票，認(rèn)真做好記錄按照程序開閘泄洪；水庫水位回落時(shí)，按照調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃逐漸關(guān)閘攔蓄峰后尾水，不超汛中限制水位。