淺談水利工程防洪與興利結合的問題

石 浩

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002)

淺談水利工程防洪與興利結合的問題

石 浩

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002)

防洪與興利有機結合，對工程的設計是比較關鍵的一個環節。防洪和興利的結合方式有三種：①防洪庫容與興利庫容完全結合②防洪庫容與興利庫容部分結合③防洪庫容與興利庫容完全不結合。從節約工程投資的角度盡可能的讓防洪與興利結合。根據水庫的來水及需水過程，在不設置防洪限制水位的情況下，以滿足需求而確定的正常蓄水位為基礎，在設計保證率下如后汛期(汛限時段外)主要蓄水期保證供水后能蓄滿，水庫應采取防洪與興利完全結合的方式；如保證供水后仍有多余水量，但不能蓄滿，水庫應采取防洪與興利部分結合的方式；如保證供水后無多余水量或保證不了供水需求，水庫應采取防洪與興利完全不結合的方式。

防洪庫容；興利庫容；防洪限制水位；防洪高水位

0 引 言

大中型水利工程的任務往往都不是單一的，通常同時具有多項任務，當一個水利工程同時具有防洪和供水任務時，怎么將防洪與興利的有機結合是一個工程設計的關鍵，文章以貴州省荔波縣三荔水庫工程為例，對水利工程防洪與興利的結合問題進行探討。

1 基本概況

三荔水庫壩址位于貴州省荔波縣城東北部玉屏鎮的樟江干流上，壩址以上集水面積980km2，主河道河長52.2km，主河道平均坡降5.66‰；距荔波縣城約18km，距防洪控制斷面荔波水文站21.7km，荔波水文站控制集水面積1213km2，壩址以上多年平均降水量1384.2mm，多年平均來水量為23.8m3/s，多年平均徑流量為75020萬m3。三荔水庫的功能為防洪、城市供水及漂流供水，總供水量8855萬m3/a，其中城市供水量3255萬m3/a，漂流供水5600萬m3/a。水庫正常蓄水位488m，正常蓄水位以下庫容2999萬m3；死水位469m，死庫容386萬m3，興利庫容2613萬m3，庫容系數3.5%，具有季調節性能。通過修建三荔水庫，將荔波縣城的防洪標準由20a提高到50a一遇，水庫防洪限制水位488m，防洪高水位495.55m，防洪庫容2382萬m3。

2 徑流計算

三荔水庫壩址下游荔波縣城設有荔波水文站，具有1961-2014年實測徑流資料系列，該站資料系列較長，資料的可靠性、一致性、代表性較好，滿足規范要求；因此，三荔水庫壩址徑流以荔波水文站為依據站，按面積比擬并考慮面上降水及徑流系數修正，通過計算壩址以上多年平均來水量為23.8m3/s，多年平均徑流量為75020萬m3。

3 興利調節計算

根據需水預測成果，三荔水庫城市毛需水量為3255萬m3(P=95%)；生態環境水按壩址處多年平均來水量的10%計，需下放環境水量為7502萬m3；另外還要在4月15日-10月15日每天10小時下放8.5m3/s的漂流流量，漂流用水量為5600萬m3；環境用水考慮與漂流用水結合，扣除漂流用水與環境用水重疊水量1567萬m3，三荔水庫需承擔的供水量=3255+7502+5600-1567=14790萬m3，年內分配過程見表1。

表1 三荔水庫需水過程表

根據三荔水庫長系列壩址徑流來水過程，扣除流域內現狀及發展用水，結合需水過程進行時歷法長系列興利調節計算，在不設置防洪限制水位的前提下，滿足供水需水，需要的正常蓄水位蓄水位為488m。

4 汛限時段的確定

樟江流域5—10月為汛期，一般從5月份開始相繼有洪水出現，到10月份基本結束。年最大洪峰主要集中在6-8月，其次是5-10月。從荔波水文站洪峰流量散點圖可以看出在5、6、7、8月份發生的洪水不僅次數頻繁而且洪峰量大。

從散點圖來看，本工程的汛限時段定為5-8月。

圖1 荔波水文站洪峰流量散點圖

5 防洪庫容的確定

洪水遭遇考慮兩種組合：①壩址相應、區間同頻；②壩址同頻、區間相應。荔波縣城的現狀防洪標準為20a一遇，安全過流能力為2410m3/s；當發生“壩址相應、區間同頻”的洪水組合時，區間來水洪峰流量為932m3/s，則三荔水庫安全泄量為1478m3/s，荔波縣城由20a提高到50a防洪標準需要的防洪庫容為1335萬m3；當發生“壩址同頻、區間相應”的洪水組合時，區間來水洪峰流量為840m3/s，則三荔水庫安全泄量為1570m3/s，荔波縣城由20a提高到50a防洪標準需要的防洪庫容為2382萬m3；因此，對縣城防洪不利的洪水組合為“壩址同頻、區間相應”，需要的防洪庫容為2382萬m3。

6 防洪限制水位的確定

通常情況下，調節性較差，且供水過程比較均勻，防洪和興利是可以結合的(完全結合或部分結合)。但三荔水庫的供水過程是不均勻的，主要是因為漂流用水量大，且主要集中在4-10月，其中后汛期9月、10月的用水量已大于入庫的來水量，也就是說9-3月這一時段水庫沒有多余的水來充蓄，而且還需要動用興利庫容來滿足用水需求，如果采用防洪與興利結合的方式，勢必減少水庫的可供水量。在滿足水庫供水功能最低正常蓄水位488m的情況下，經濟合理便是采用防洪與興利完全不結合的方式，即防洪限制水位等于正常蓄水位488m；當正常蓄水位抬高后，因后汛期來水量小于用水量，降低防洪限制水位將減少可供水量，抬高防洪限制水位可以增加供水量，但必然會增加工程投資。因此，在滿足水庫的防洪與供水任務的前提下，從工程的經濟性來講，采用防洪與興利完全不結合的方式，即防洪限制水位與正常蓄水位齊平。

7 防洪與興利結合問題

三荔水庫工程是綜合性的水利工程，其功能為防洪、城市供水及漂流供水。防洪和興利的結合方式有三種：①防洪與興利完全結合，即防洪庫容全部放在正常蓄水位以下；②防洪與興利部分結合，即防洪庫容部分放在正常蓄水位以下，部分放在正常蓄水位以上；③防洪與興利完全不結合，即防洪庫容全部放在正常蓄水位以上；從工程的經濟性來講，盡可能的讓防洪與興利結合。

通常情況下，調節性能較差，且供水過程比較均勻，防洪和興利是可以結合的。因三荔水庫的供水過程不均勻，特別是汛限時段外的主要蓄水期9-10月漂流用水量較大，使得9 -10月的用水量已大于入庫的來水量，需動用興利庫容來滿足用水需求，如果防洪與興利采取結合的方式，勢必帶來11-4月主要供水期無法保證供水任務。在這種情況下，水庫應采取防洪與興利完全不結合的方式。如水庫的供水過程是均勻的，主要蓄水期9-10月保證供水后能蓄滿，水庫應采取防洪與興利完全結合的方式；如主要蓄水期9-10月保證供水后仍有多余水量，但不能蓄滿，水庫應采取防洪與興利部分結合的方式。

8 結 論

大中型水利工程的任務往往都不是單一的，當它同時具有防洪和供水任務時，在保證下游防洪安全的前提下，又不影響水庫的供水任務，也就是說怎么將防洪與興利有機結合，對工程的設計是比較關鍵的一個環節。根據水庫的來水及需水過程，在不設置防洪限制水位的情況下，以滿足需求而確定的正常蓄水位為基礎，在設計供水保證率下如后汛期主要蓄水期(汛限時段外)保證供水后能蓄滿，水庫應采取防洪與興利完全結合的方式；如后汛期主要蓄水期保證供水后仍有多余水量，但不能蓄滿，水庫應采取防洪與興利部分結合的方式；如后汛期主要蓄水期保證供水后無多余水量或者保證不了供水需求，水庫應采取防洪與興利完全不結合的方式。

[1]胡振鵬，馮尚友.綜合利用水庫防洪與興利矛盾的多目標風險分析[J].武漢水力電力學院學報，1989(01):71-79.

[2]牛國強.水庫規劃中防洪與興利的綜合研究[J].水利水電技術，1995(12):40-43,31.

[3]蔡紅萍.解決澇河水庫防洪與興利矛盾的方案分析[J].科技情報開發與經濟，2003(12):175-178.

1007-7596(2017)08-0118-03

2017-07-28

石浩(1978-)，男，貴州松桃人，高級工程師，研究方向為水資源、水利工程、水庫等。

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