寶雞峽林家村水庫大壩洪水調度方案初探

周軍勝李小莉

（陜西省寶雞峽引渭灌溉管理局林家村樞紐管理站陜西寶雞721001）

寶雞峽林家村水庫大壩洪水調度方案初探

周軍勝李小莉

（陜西省寶雞峽引渭灌溉管理局林家村樞紐管理站陜西寶雞721001）

本文根據研究區域的水文條件，分析了研究區暴雨洪水的特點，結合林家村水庫大壩的基本狀況和防洪指標，在考慮水庫防洪調度基本任務和原則的基礎上，通過建立調度比較模型，選取較好的調度方案，然后結合當前情況進一步優化，得到了林家村水庫洪水調度方案，并通過水情和工情監測系統加以保障，可為該水庫的防洪調度工作提供依據。

林家村水庫；洪水調度方案；水情和工情監測系統

1 工程概況

寶雞峽林家村水庫位于寶雞市以西11km的渭河峽谷出口處，是一座以農業灌溉供水為主，兼顧防洪、發電和渭河生態基流生態給水的中型水庫。水庫庫區回水長度14.5km，壩頂高程637.6m，總庫容5000萬m3，整個工程屬中型Ⅲ等工程，由大壩主體工程、壩后電站、鐵路防護工程和庫區淹沒處理工程四大部分組成。大壩為重力式砼壩，工程水庫樞紐由攔河壩、溢流中孔、排砂底孔、灌溉孔、發電引水孔及壩后電站等組成。

2 水文條件及雨洪特征

渭河徑流主要由降水補給，流域降水在地區分布上有較大差異，降水地區分部不均，林家村水庫入庫徑流完全呈天然狀態，流域年降水量自東南向西北遞減，山區多平原少，多年平均降水量440mm～607mm，多年平均徑流15億m3，其中汛期占年徑流45.4%，且含砂量高。①暴雨特征。受穩定的西太平洋副高壓影響，水庫以上渭河流域易形成大暴雨，從時間上看，大暴雨多發生于每年（7月～8月），隴東發生較早，5月中旬開始，9月下旬結束；從空間上看，暴雨多發生在葫蘆河流域，期間暴雨頻繁、強度大、雨量多，易形成暴雨洪水。②洪水特征。水庫以上渭河流域的洪水主要來自黃土丘陵區內的支流，特點是峰高、量大、含砂量高、猛漲陡落、歷時短。洪水主要集中于汛期（7月、8月占到全年的71%，5月、6月占13%，9、10月占16%），季節性變化明顯。

3 水庫防洪指標

水庫防洪標準按50年一遇洪水設計，設計洪水位625.9m，設計洪峰流量6040 m3/s； 500年一遇洪水校核，校核洪水位635.2m，校核洪峰流量9720m3/s，100年一遇洪水位626.9 m。水庫正常蓄水位為636m，汛期限制水位630.00m（6月1日～10月31日）。其運行水位在626.0m～636.0m（正常蓄水位）范圍內變動。

設溢流中孔5孔，設計泄洪流量3590m3/s，校核泄洪流量6620m3/s；排沙底孔3孔，右壩段設置兩個底孔，左壩段設置一個底孔，設計泄洪流量2450m3/s，校核泄洪流量3100m3/s；灌溉孔最大引水流量65m3/s，發電引水孔最大引水流量58.89m3/s，最大工作水頭24m。

圖1 林家村渠首水庫水位～庫容關系曲線

4 調度分析

水庫的防洪調度可根據是否需要考慮下游的防洪安全分為兩類，本文中渠首工程基本不承擔對于下游的防洪任務。

本水庫調度任務：全力保障下游灌區安全引輸水，兼顧防汛、發電，渭河生態水供給，確保樞紐大壩安全。

本水庫調度的原則：不承擔調洪蓄洪任務。汛期水庫調度運用按照“蓄清排渾、汛期控制水位”的運行方式，遵循“能引則引，能蓄則蓄，不能引、蓄則退，確保樞紐工程安全，敞泄排沙保庫容及汛期興利”等原則進行調節運行。

4.1 調度計算

根據調度原則，以汛期水庫蓄水量累計最大為目標，每旬庫容增加量為變量，然后按照水庫防洪指標添加約束條件，建立調度模型。

基本方法：根據以往水庫調度的經驗，制定若干個調度方案（汛期調度方案），每個方案包括三個程序，每個程序有對應的流量以及泄洪方式，根據入庫流量和泄洪量對應的庫水位變化，查找水位～庫容曲線，得到每旬庫容增量，然后計算各方案每旬庫容增加量，求和得到各方案的汛期水庫蓄水量累計值，其最大值所對應的方案就是在保證水庫安全前提下，盡量蓄水的汛期調度方案，每個程序對應的洪峰流量和泄水方式就是該方案的具體調度方式。

本文在具體計算時以旬為單位計算。

式中：V旬——為水庫每旬增加的庫容；

n——為汛期的旬數。

通過入庫流量以及相應的水位資料，可知旬初和旬末的水位Z初、Z末，查詢水位～庫容關系曲線，便得到相應庫容V初、V末，然后計算V旬，即可求出相應的庫容累積量f（V旬）。

約束條件：V旬=V末-V初；

式中：Z死——水庫死水位；

Z校——水庫校核洪水位；

V死——水庫死庫容；

V總——水庫校核洪庫容。取水庫三個典型年的汛期入庫流量和水位資料為依據，根據經驗制定3個汛期調度方案，按照上述方法進行比較計算。對三個方案的結果進行比較，選蓄水量累計值最大的方案。

4.2 方案優化

因為上述計算是在已知入庫流量和調度程序的前提下所做的比較，因此得到的方案還需做進一步調整才能更好的適應當前的汛期調度需求。根據壩前來水來沙情況、水庫當前水位和庫容以及汛期的降水氣象預報，并結合上述計算結果中各個時段水庫的下泄流量及方式，在考慮各泄流設施基本情況的基礎上，微調具體的泄洪水位和時間以及相應的泄洪方式。在汛期的不同階段，還可以根據實時庫水位、河源水情沙情、暴雨預報等情況，在洪水入庫前合理開啟中、底孔提前泄庫，在洪峰到達大壩之前提前騰空庫容，確保洪水安全下泄。最后，在保證水庫安全的情況下，可適當攔蓄洪水。

5 水庫洪水調度方案

5.1 調度程序一

當庫水位在汛限水位以下，采取閘門控制泄流方式，入庫洪峰流量小于或等于1000 m3/s時，左、右排砂底孔全開，最大可宣泄洪水1028 m3/s；當入庫洪峰流量：1000m3/s＜Q≤3600 m3/s，10年一遇洪水標準時，依次開啟左、右排砂底孔和部分中孔進行聯合泄洪，最大可宣泄洪水3802 m3/s，下游河床水位在608.5m～609.8m。由寶雞峽管理局負責林家村渠首水庫的調度運行。

5.2 調度程序二

當庫水位在汛限水位，入庫洪峰流量：3600m3/s＜Q≤6040 m3/s，50年一遇洪水標準時，提前開閘泄水、騰空庫容，3個排砂底孔和5個泄洪中孔全開敞泄，最大泄洪流量可達7800 m3/s，庫水位最高可達625.1m，下游河床水位在609.8m～611.3m。由寶雞市防汛指揮部或者水庫聯防指揮部負責調度和指揮搶險。

5.3 調度程序三

當庫水位在汛限水位，入庫洪峰流量大于6040m3/s時，洪水將超過50年一遇設防標準，立即全部開啟中、底孔所有閘門敞泄洪水，最大可宣泄洪水9720m3/s，其庫水位最高可達634.2m，下游河床水位將在611.3m～613.05m。立即報告省防汛辦和寶雞市防汛辦，并且與省防汛辦和寶雞市防汛辦保持密切聯系，同時迅速組織將人員和重要物資撤離到安全地帶，并立即開啟左、右排砂底孔和5個泄洪中孔泄庫，在洪峰到來之前提前將水庫全部放空，敞泄洪水。

6 防洪保障系統與管理

水庫防洪調度還需要相關的防洪保障系統：①水庫水情監測系統。林家村水庫使用的渭河河源水情（洪水）的信息主要從上游174km處的北道水文站、75km處的拓石水文站獲得。報汛方式：通過防汛電臺、報訊電話，以及移動通信工具形式傳報汛情。②工情監測系統。對于渠首水庫的調度運行情況，應及時報告寶雞市防汛抗旱指揮部。省防總、寶雞市防汛指揮部、水庫管理站應按照水位信息應各司其職。

做好天氣及洪水預報氣象部門要加強對災害性天氣的監測和預報，水庫管理單位要密切聯系上游北道、拓石水文站，及時掌握上游渭河水情（洪水）動態收集掌握氣象、水情信息，確保汛情上傳下達及時、準確，為科學調度提供依據。

做好水庫閘門操作，提高泄洪能力合理調節水庫中、底孔閘門泄洪，當水庫發生超標準洪水時能夠及時降低庫水位，水庫泄洪流量原則上不能超過下游河段的行洪能力，確保下游河段不發生嚴重的工程洪澇災害。

7 結語

水庫建成自2003年7月下閘蓄水運行至今，工程各項技術指標基本達到了設計要求，大壩總體運行工況良好。林家村水庫大壩的防洪調度方案自運用以來，水庫最大泄量2660m3/s，水庫最高蓄水位636m，目前調度狀況良好，為林家村水庫安全度汛提供了保障。陜西水利

（責任編輯：暢妮）

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