馮愛斌
(河北省黃壁莊水庫管理局,河北石家莊 050000)
論洪水資源化
馮愛斌
(河北省黃壁莊水庫管理局,河北石家莊 050000)
洪水資源化是指在不成災的情況下,盡量利用水庫、攔河閘壩、自然洼地、人工湖泊、地下水庫等蓄水工程攔蓄洪水,以及延長洪水在河道、蓄滯洪區等的滯留時間,恢復河流及湖泊、洼地的生態環境,以及最大可能補充地下水。洪水資源化是發揮洪水資源特性,實現水資源可持續利用的重要措施。本文對黃壁莊水庫實現洪水資源化的必要性進行分析,探討通過洪水預報調度對汛限水位進行動態控制以達到洪水資源化的目的。
預報調度 洪水資源化 汛限水位動態控制
我國是一個洪澇災害嚴重的國家,有三分之二地表徑流屬于洪水。長期以來,在洪水調度上多注重防洪保安,至于如何在泄洪保安前提下,充分利用水庫功能實現洪水興利的課題,研究很少。因此,洪水造成泛濫災害的同時,我們不能忽略它的可利用價值:洪水作為水資源的重要組成部分,是可以控制,可以管理,可以利用的。如果將其中一部分轉化為可利用的水資源,則能在很大程度上緩解我國水少、水臟等水安全問題。
隨著社會經濟的發展,黃壁莊水庫承擔的防洪任務越來越重,興利要求也越來越高,防洪與興利的矛盾非常突出。尤其近幾年,水庫蓄水較少,已滿足不了下游需水要求,水資源短缺已嚴重影響了當地經濟社會的發展。而目前水庫洪水調度采用“靜態控制法”,嚴格按照設計的汛限水位進行控制,只要水庫超過汛限水位,洪水過后必須降到汛限水位,造成汛前、汛期大量棄水。所以,在確保水庫防洪安全的前提下,科學利用洪水資源,提高水庫蓄水能力顯得尤為重要和迫切。
實現洪水資源化,可通過非工程和工程兩種途徑,一是工程途徑,指將盡可能多的洪水攔蓄起來,延長洪水在陸地的時間,使之贏得更多機會被人們利用和補充地下水。二是非工程途徑,指通過科學規劃和合理調度,最大限度攔蓄洪水資源延長其在陸地的時間,滿足經濟社會和生態環境的需求。表現為:水庫合理調整汛限水位,實現分期洪水調度;利用洪水預報,實現水庫實時預報調度;利用蓄滯洪區主動分洪,恢復濕地。實際運用中兩種方法相輔相成。
黃壁莊水庫除險加固工程完工后,防洪標準達到萬年校核標準,2006年初進行大壩安全鑒定,定為一類壩。期間建成了較為完善的雨水情測報、洪水預報調度系統,運行穩定可靠。同時建成了防汛指揮決策系統,能實時監測水庫有關雨、水、工、險情的各種信息并上傳到省防汛指揮中心,為水庫科學調度洪水,充分發揮水庫綜合效益提供了可靠的信息保障。
2.1 水庫洪水資源的可利用性
黃壁莊水庫目前實行分期汛限水位,7月10日以前為前汛期,7月10日-8月10日為主汛期,8月10日-20日為過渡期,8月20日以后為后汛期。主汛期按年最大設計洪水設防,主汛期汛限水位115米,采用靜態控制法,嚴格按照設計的汛限水位進行控制。由于流域的水文特性,汛期來水主要集中在主汛期,因此,主汛期既是水庫防洪也是保障水庫汛后蓄滿的關鍵時期,如何依靠預報調度技術采用汛限水位動態控制方法實現水庫主汛期安全有效的蓄水,是挖掘洪水資源潛力的關鍵。
2.2 汛限水位動態控制是水庫實現洪水資源化的重要途徑
水庫汛限水位動態控制是指水庫在汛期,根據實時雨水情,利用預報結果,在不降低水庫防洪標準,確保水庫及上下游地區防洪安全前提下,按照水庫汛限水位動態控制方案確定的控制范圍對汛限水位進行浮動的調度過程。
采用以下幾種方法確定汛限水位動態控制上限值和下限值:一是預報調度法。利用預報的洪水總量或峰前量或洪峰,在不改變水庫防洪標準,確保水庫及上下游防洪安全前提下,改變水庫洪水調度的判別條件,確定新的汛限水位,并以此作為汛限水位動態控制上限值,原設計汛限水位作為動態控制的下限值;二是預泄能力約束法。利用洪水預報和降雨預報的有效預見期,按照洪水起漲前庫水位必須降至原設計汛限水位的要求,根據下游河道的安全泄流能力,確定汛限水位動態控制上限值,原設計汛限水位作為動態控制的下限值;三是庫容補償法。黃壁莊水庫與上游崗南水庫形成梯級聯合調度,如果崗南水庫實際具有的防洪庫容大于設計值時,則黃壁莊水庫可以利用崗南水庫增加的防洪庫容,以此計算相應的汛期限制水位,作為汛限水位動態控制的上限值,原設計汛限水位作為動態控制的下限值。
依據已經確定的汛限水位動態控制范圍值,根據崗黃梯級水庫工程現狀、洪水特征、洪水預報和降雨預報水平,研究選定預報調度、錯峰調度等適宜崗黃兩座水庫聯合動態控制的方法。
洪水資源化是發揮洪水資源特性,緩解我國水資源短缺,減輕旱澇災害,實現水資源可持續利用的重要措施。 隨著經濟的發展和科技的進步,現代水利的管理模式已從傳統的控制洪水向管理洪水轉變。未來將依托預報調度技術水平的不斷進步,科學調蓄洪水,減災增利,在保證防洪安全的基礎上,實現對洪水的科學管理和有效利用,進一步促進人與自然和諧相處。
[1]大連理工大學、國家防汛抗旱總指揮辦公室.水庫防洪預報調度方法及應用.北京:中國水利水電出版社,1996.
[3]胡四一,等.海河流域洪水資源安全利用—水庫汛限水位的確定與運用.中國水利,2002.(10).
[4]李瑞川,等.依托科技 實現洪水資源化.中國水利學會2006學術年會論文集.山東省地圖出版社,2006.
[5]曹永強,等.水庫防洪預報調度關鍵問題研究集其應用.水利學報,2005.
[6]GB50201—94,防洪標準.
[7]李懷埔.小流域治理理論與方法.北京:中國水利電力出版社,1999.