北引水閘防洪調度

2017-10-19 09:40:37黃毅玲

水能經濟 2017年6期

黃毅玲

【摘要】隨著水利建設的不斷發展，水閘調度的重要性逐漸明顯。因此，本文就北引水閘防洪調度進行分析，希望能夠滿足防洪調度的實際要求。

【關鍵詞】北溪引水工程；水閘；防洪；調度

九龍江北溪引水工程是福建省最大的引水工程，工程由南、北港兩座攔河閘和左、中、右三條引水干渠組成。九龍江北溪流域地勢自西北向東南傾斜，河源至北引閘址總河長為274km，平均坡降為2.4%。

一、流域概況

（一）水文氣象

九龍江流域屬南亞熱帶季風氣候，雨量充沛。年平均氣溫20.9°c，極端最低氣溫3.2°c。流域多年平均降水量1590mm。降水量的年內分配不均勻，春夏多雨，4～9月份的降水量占全年的75%。

（二）暴雨及洪水特性

九龍江北溪洪水降雨主要在4～5月鋒面雨以及6～10月臺風雨。考慮到流域本身與東南沿海相近接近，所以，本流域出現洪水的主要原因就是臺風雨。

九龍江北溪上游呈現出扇形的分布，匯流相對集中，再加上干流河道本身較陡。所以，其洪水本身具有突發性強、匯流集中、匯流時間段等諸多特點。

（三）浦南站與長泰站洪水預報

浦南站設立于1950年，是九龍江北溪的控制站，流域面積為8490km2。從1950年至2000年共有51年的連續實測流量資料系列，以及1930年、1947年二年的調查洪水資料。實測流量系列質量可靠，可滿足頻率計算的獨立和同分布的樣本要求。漳州水文分局在《長泰縣城區防洪規劃》的水文計算中，用本站洪峰累積漲差曲線進行這兩場洪水的歸槽還原計算。

二、北引閘址洪水計算

（一）閘址洪水頻率分析計算

在薌城的吳浦，九龍江北溪干流與龍津溪支流彼此匯合，匯合的位置與干流浦南水文站有8.8km；支流長泰水位站10.1km；北引閘址16.0km。浦南水文站與長泰水位站的面積和為9412km2，約占閘址流域面積的98%。首先對各年最大的洪峰流量進行分析，然后針對閘址的年最大流量系列做好頻率本身的計算，同時也可以計算其皮爾遜Ⅲ型曲線適線，最終將閘址各設計頻率洪水去全部確定，其參數Q=4670m3/s、Cv=0.44、Cs/Cv=3.5。

閘址年最大流量系列，則根據浦南站實測年最大洪水過程和長泰站與之相應的洪水過程，分別用馬斯京根法演算至閘址，再進行洪水疊加，得到閘址的各年年最大流量。其中馬斯京根法的流量演算，則根據浦南站和長泰站不同量級洪水的實測資料進行分析。再用馬斯京根法把設計洪水過程演算至閘址，并進行同頻率疊加，得到閘址的設計頻率洪水。

（二）閘址洪水過程計算

因為九龍江北溪干流洪水對閘址設計洪水產生了主要的影響。因此，在具體的選擇之中，將浦南站1960年典型洪水作為主要的計算過程，這樣就可以將閘址設計洪水過程求出來。

（三）閘址分期洪水計算

根據九龍江北溪管理局的要求，需計算閘址P=10%，10月至3月的分期設計洪水。閘址分期設計洪水計算采用浦南站的分期設計洪水的洪峰值，直接用面積比進行移植，即Q閘址=（F閘址/F浦南）0.67Q浦南。分期設計洪水過程線，則選用對工程施工較為不利的浦南1995年3月的實測洪水過程做為閘址的典型洪水過程，進行同倍比放大，得到閘址的分期洪水過程線。

三、北引閘址下游潮水概況

（一）南北港下游潮水特性

北溪南北港下游潮位受眾多的因素影響，其主要影響因素有如下三個方面：天文高、低潮；橋閘下泄流量；河道水力條件。

（二）南北港下游潮水資料

南北港下游潮水平均最大值為3.79m，北港下游潮水最小值為-1.35m，南港下游潮水最小值-1.59m.設計最低潮水位為-1.59m，允許最大上下游水位差6.39m.

四、北引水閘防洪調度

（一）北引水閘調度的特點

防洪調度是一實踐性很強的復雜決策過程，決策過程中有很多問題無法用嚴格的數學模型來描述，往往依賴于調度人員的經驗和知識判斷。北引水閘流域范圍大，面積為9640km2，河長274km。北引庫容小，調度目標多：穩定庫區水位。確保水閘工程安全。保持庫區下游生態平衡。滿足水閘啟閉設備節能要求。

（二）北引水閘調度的依據

按照閘址設計洪水，其庫區處于正常的擋水位，按照上游實際的水情、下游的潮水漲落以及上游的雨情，再和南北港自由出流相互結合起來進行計算，就做好水閘群的合理調度。

（三）北引水閘調度的控制流程

水閘調度在滿足工程安全前提下，將庫水位控制在核定的變幅范圍內，最大限度地減少啟閉機油耗及磨損。按照閘門調度以及洪水的預報，其流程圖見圖1所示。