桃林口水庫汛限水位調整與蓄水關系

劉建軍，高金燕，張秀梅

（河北省桃林口水庫管理局,河北 秦皇島 066000）

工程管理

桃林口水庫汛限水位調整與蓄水關系

劉建軍，高金燕，張秀梅

（河北省桃林口水庫管理局,河北 秦皇島 066000）

探討了桃林口水庫汛限水位調整與蓄水的關系，闡明了在不影響水庫蓄水的前提下，無調洪庫容的大型水庫如何合理調整汛限水位，滿足下游防洪需求，為水庫的洪水調度和防汛工作提供了科學依據。

桃林口水庫；汛限水位調整；蓄水；防洪

1 問題的提出

桃林口水庫位于灤河主要支流青龍河下游，總庫容8.59億m3，控制流域面積5060km2。工程按百年一遇洪水設計，千年一遇洪水校核。水庫主要任務是解決秦皇島城市用水和灤河中下游地區的農業用水，不設防洪庫容。水庫的興建通過自然調蓄過程對低標準洪水具有一定的削峰作用，但受汛前水庫蓄水和下游用水等條件限制，水庫的削峰作用具有一定隨機性。如“12·7”洪水，7月接連發生強降雨，水庫蓄水位較高，8月再次發生較大洪水時，難以再承擔削峰任務。

隨著青龍河河道兩岸經濟的發展，防洪問題日益突出，為解決下游河道兩岸城鎮、村莊及耕地的防洪問題，急需合理調整桃林口水庫汛限水位及其調度運用方式，分析不同控泄方案對水庫蓄水的影響，以協調防洪與興利的矛盾，充分發揮水庫工程的綜合效益。

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，青龍河桃林口水庫以下河道逐漸開闊，河灘地開發余地較大，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《青龍河桃林口水庫以下治導線規劃》、《灤河青龍河口段防洪治理工程可行性研究報告》及以往規劃有關規范，水庫下游青龍河沿河兩岸村莊及耕地的防洪標準為10年一遇，河口段左岸盧龍縣城的防洪標準為20年一遇，現狀河道兩岸村莊及盧龍縣城防洪標準均未達標?！?2·7”洪水，入庫洪峰流量3997m3/s，不足10年一遇，根據洪痕調查成果，河道兩岸多處漫溢，沿岸多處工程出現險情，因此研究桃林口水庫控泄，結合兩岸工程建設滿足下游防洪要求。

3 調整水庫汛限水位

3.1 控泄運用條件

桃林口水庫現狀運用的隨機防洪作用是基于一定調蓄運用條件的，水庫的削峰作用取決于入庫洪水與水庫調蓄的隨機組合，為確保水庫的防洪效果，應考慮水庫控制下泄流量，以滿足河道的防洪要求。根據水庫下游保護對象的防洪要求、桃林口水庫水文分析成果及現狀隨機削峰作用分析成果，水庫控泄方案為：①按降低洪水量級控泄，20年一遇控泄5120m3/s，5年一遇、10年一遇及超過20年一遇均不控泄；②按現狀運用隨機削峰能力控泄，10年一遇控泄2570m3/s，20年一遇控泄5120m3/s；③10年一遇按現狀運用隨機削峰能力控泄2570m3/s，20年一遇不控泄；④按治導線規劃10年一遇標準控泄，10年一遇、20年一遇均控泄3190m3/s；⑤10年一遇標準按治導線規劃10年一遇標準泄量控泄，20年一遇不控泄；⑥10年一遇標準按治導線規劃10年一遇標準泄量控泄，20年一遇按降低洪水量級控泄。

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，以水庫設計、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《河北省桃林口水庫大壩安全鑒定報告》桃林口水庫允許最高設計洪水位144.666m，允許最高校核洪水位145.418m。表1中校核洪水位與原設計基本相同；設計洪水位雖較原設計高了0.05～0.12m，但與“安全鑒定”中允許最高設計洪水位還低得多，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看，若以20年一遇標準削峰最好為主，應選擇方案4，汛限水位136.0m；若以10年一遇標準削峰最好為主，應選擇方案2，汛限水位137.5m；若兼顧10年一遇、20年一遇標準削峰效果，應推薦方案6，汛限水位138.5m。

3.3.2 供水效益比較

根據現狀水平年來水系列及淤積20年水庫庫容曲線，采用時歷法長系列（1929～2010年）進行兩級保證率徑流調節計算，以延長系列后汛限143.4m規模75%、95%兩級保證率的供水量為基礎進行比較：低保證率75%供水，汛限水位降到140.2m以上對水庫供水量沒有影響，水位降至139.5m以下的各方案水庫供水量減少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，但各方案對水庫供水效益影響均較小，且相差不大。

3.3.3 對河道下游防洪作用比較

從不同控泄方案對下游防洪的作用來看，方案1按降低洪水量級控泄，控泄流量大于河道規劃的設計流量，不能完全滿足下游的防洪要求；方案2按現狀運用隨機削峰控泄，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年治導線設計流量之間，水庫控泄壓力大；方案3相當于10年一遇控泄作用超強發揮，20年一遇沒有削峰作用；方案4控泄流量滿足下游河道防洪要求，對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模要求，20年一遇沒有削峰作用；方案6，10年一遇滿足下游河道治理規模要求，20年一遇略有消峰作用。因此，從與治導線規劃及下游河道治理規模協調考慮應在方案4～方案6中。

通過供水效益的比較、削峰效果的比較結合與下游河道治理規模協調，兼顧10年一遇，20年一遇標準削峰效果，綜合確定方案6，該方案汛限水位138.5m，設計、校核洪水位均低于原設計值，不影響水庫防洪安全。

4 降低汛限水位與水庫蓄水的關系

4.1 降低汛限水位后水庫蓄水運用情況分析

桃林口水庫推薦采用的汛限水位138.5m，該方案與原水庫汛限水位143.4m的運用方案比較，多年平均供水量減少69萬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，分析水庫降低汛限水位后的運用情況。分析結果在1929～2010年共82年系列中，有61年可達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用幾率分析

從汛限水位138.5m調節計算過程中1929～2010年歷年逐月終蓄庫容分析，降低汛限水位，桃林口水庫在71年調節計算中有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%。與原設計汛限水位分析結果比較，水庫蓄至正常蓄水位（蓄滿）的年份由原設計情況下的37年減少為32年，蓄滿率由原設計情況下的52.1%降為45.1%。

建庫后1999～2011年水庫從未蓄滿，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。從建庫后分析降低汛限水位對蓄滿運用幾率沒有影響。

5 結論與建議

桃林口水庫汛限水位由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準，20年一遇對減輕盧龍縣城防洪壓力，對防洪工程建設具有顯著效益。汛限水位調整后的調度原則：①汛限水位138.5m；②庫水位141.16m（10年一遇洪水位）以下時控泄流量3190m3/s，庫水位141.16～143.23m之間控泄流量5120m3/s；③庫水位超過143.23m后不控泄，但應控制泄量不大于入庫洪峰流量。

鑒于桃林口水庫降低汛限水位運用對水庫蓄水影響甚微，為滿足水庫下游河道防洪要求，應考慮改變水庫現有調度運用方式，在確保大壩安全的情況下合理調整汛限水位降低幅度及控泄方式，確保水庫綜合效益的發揮。

［1］河北省水利水電勘測設計研究院.桃林口水庫防洪作用分析［R］.2006.

［2］河北省水利水電勘測設計研究院.桃林口水庫汛限水位分析報告［R］.2013.

［3］劉國平.庫汛限水位及防洪庫容的理解和認識［J］.治淮，2001（1）.

［4］萬俊，陳惠源，楊小冬，等.白盆珠水庫汛期蓄水運用風險分析［J］.水電能源科學，2000（1）.

［5］曹升樂，王艷玲，贠汝安.門樓水庫汛限水位及調度方法研究［J］.水文，2005（2）.

［6］張永利，彭龍.年調節水庫興利調節計算的長系列法［J］.水利科技與經濟，2012，18（2）.

［7］田根友，董磊.綜合利用水庫興利調節計算的幾種方法［J］.貴州水力發電，2009（6）.

［8］張子賢.綜合利用水庫興利調節計算中若干問題［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），河北圍場人，高級工程師，主要從事水利工程管理工作，（Tel）13623340966。