關(guān)于梅山水庫調(diào)度運用的思考

季松群

一、水庫簡介

梅山水庫位于淮河支流史河上游，集水面積1970km2，總庫容22.63 億m3，占皖西六大水庫總庫容的近1/3，是一座以防洪灌溉為主，結(jié)合發(fā)電、供水、旅游等綜合利用的多年調(diào)節(jié)大（1）型水庫。水庫大壩主體工程于1956年建成，1958年蓄水運行。水庫流域?qū)儆诒眮啛釒駶櫄夂騾^(qū)，四季分明、雨量充沛，多年平均降雨量1359mm，平均徑流量43.3m3/s，多年平均來水量13.65億m3，降水成因多為東南沿海暖濕氣流內(nèi)侵、四川盆地低壓東移以及強臺風(fēng)邊緣影響。水庫的常規(guī)防洪調(diào)度由安徽省防汛抗旱指揮部負責(zé)，為淮河干流洪水的錯峰調(diào)度以及為跨省支流中下游洪水的錯峰調(diào)度，由淮河防汛抗旱總指揮部商有關(guān)省決定。

二、梅山水庫的作用

梅山水庫運行60 多年來，充分發(fā)揮了防洪、灌溉、發(fā)電、供水等綜合效益，在確保下游人民生命財產(chǎn)安全、保障地方經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展等方面起到了不可替代的作用。

水庫主要承擔(dān)為淮河干流蓄洪錯峰的防洪任務(wù)，為淮河干流預(yù)留5 億m3蓄洪庫容。保護下游金寨縣城、葉集區(qū)、固始縣城等重要城鎮(zhèn)以及鐵路、公路等重要基礎(chǔ)設(shè)施，保護人口約100 萬。水庫作為史河灌區(qū)唯一水源，設(shè)計灌溉面積383 萬畝，平均每年為安徽、河南兩省六縣區(qū)提供工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水近12 億m3。水電站裝機容量50MW，設(shè)計年發(fā)電量1.2 億kW·h。水庫水質(zhì)長期保持為I ～II 類，保證金寨縣城、葉集區(qū)近20 萬人生活用水，以水庫為主體的風(fēng)景區(qū)是國家水利風(fēng)景區(qū)、國家AAAA 級旅游景區(qū)。水庫在發(fā)揮防洪灌溉效益的同時，也越來越多地承擔(dān)著供水、水生態(tài)、水資源保護等關(guān)系民生的社會功能。

三、水庫水資源的重要性

梅山水庫所在的皖西地區(qū)總體處于大別山北麓，水量分布時間、空間不均，夏季降水集中，汛期5 ～9月約占全年降水量的2/3，易造成洪澇災(zāi)害；反之，在立秋前后，雨量稀少，又極易造成旱災(zāi)。六安市境內(nèi)雖有六大水庫，但也存在缺水現(xiàn)象。全市人均水資源量1447m3，為中度缺水性城市。梅山水庫作為區(qū)域內(nèi)重要水利設(shè)施，在區(qū)域水資源調(diào)控和水生態(tài)保護等方面發(fā)揮重要的作用，尤其在降水徑流較小的枯水年份顯得更加重要。多年運行資料統(tǒng)計表明，梅山水庫水位在1963～2018年的56年間，庫水位有超過1/4 的天數(shù)低于死水位107.07m（含1963年加固放空），不僅大大降低了水資源利用效率，也導(dǎo)致年內(nèi)、年際各用水戶間矛盾突出。除了連續(xù)干旱以外，也不排除存在調(diào)度運用方面的因素。因此，科學(xué)調(diào)度與合理運用水庫工程，對于區(qū)域水資源的高效利用意義重大。

四、梅山水庫調(diào)度的特點

1.綜合調(diào)度任務(wù)重

根據(jù)梅山水庫的綜合功能，其調(diào)度任務(wù)主要涉及以下幾方面：一是防洪調(diào)度，是水庫最重要最常用的調(diào)度，要在保證大壩安全的前提下，對入庫洪水進行調(diào)控，減輕淮河干流及史灌河的防洪壓力。二是灌溉供水調(diào)度，要保證重點、兼顧其他、充分協(xié)商、顧全整體利益，遵守設(shè)計所規(guī)定的綜合利用任務(wù)，不得任意擴大或縮小供水任務(wù)和范圍。三是發(fā)電調(diào)度，應(yīng)服從防洪、灌溉、供水調(diào)度，并與生態(tài)用水調(diào)度相協(xié)調(diào)。四是生態(tài)用水調(diào)度，滿足下游河道生態(tài)環(huán)境用水需要，通過專用生態(tài)機組，泄放生態(tài)流量。

2.下游影響范圍廣

與皖西其他幾大水庫不同，梅山水庫下游受影響區(qū)域跨安徽、河南兩省，涉及六縣區(qū)。史河中下游大部分在河南省，泄洪期間承擔(dān)較重的泄洪壓力。而史河灌區(qū)有74%的灌溉面積在安徽省，灌溉供水受益范圍大部分在安徽。因此也存在一定的承擔(dān)風(fēng)險與受益之間的矛盾問題，在調(diào)度運用中也時有發(fā)生。

3.大水庫與小水庫的不同

小型水庫調(diào)蓄能力有限，通常汛限水位離壩頂高程較近，一場不大的降雨或局部強降雨就可能造成漫壩。而大型水庫汛限水位離校核洪水位較遠，流域集水面積大，一般降雨對其防洪安全影響相對較小。梅山水庫集水面積1970km2，局部強降雨對水庫來水影響不大，較少數(shù)年份才有平均降雨較大的現(xiàn)象。

同時，梅山水庫作為安徽省水利廳直管大型水庫，與小型水庫相比，具有調(diào)洪能力強、水雨情預(yù)測預(yù)警設(shè)備及技術(shù)可靠、專業(yè)人才配備齊全、實時調(diào)度管理程度高等優(yōu)勢。水庫水雨情實時監(jiān)測系統(tǒng)采用超短波+GPRS雙通道雙保險的方式，洪水預(yù)報系統(tǒng)準確率在85%以上，與省水利廳建立可靠的防汛視頻會商系統(tǒng)等，在防洪能力、設(shè)備、技術(shù)等方面具有較強的保障。2016年汛期強降雨期間，最大入庫洪峰8200m3/s，5000m3/s 以上洪峰持續(xù)時間長達12h，泄洪歷時超過400h，期間最大泄洪流量900m3/s，削減洪峰達到89%。

4.有預(yù)留錯峰庫容與無預(yù)留錯峰庫容的不同

汛期，梅山水庫庫水位125.27m3以上留5 億m3防洪庫容擔(dān)負淮干蓄洪任務(wù)，庫水位超過125.27m 時，視淮干水情泄洪。根據(jù)這一任務(wù)，水庫在調(diào)度運用過程中必須充分結(jié)合淮干水情，聯(lián)合淮河流域其他水庫統(tǒng)籌進行錯峰調(diào)度。正因為梅山水庫預(yù)留5億m3防洪庫容為淮干錯峰，所以汛限水位確定得相對較低，汛限水位125.27m 時的庫容僅占水庫總庫容的52.9%。在后期降雨不大的情況下，5億m3防洪庫容是可以考慮利用的。

5.多年調(diào)節(jié)與年調(diào)節(jié)水庫的不同

多年調(diào)節(jié)水庫的作用是將豐水年多余水量蓄在水庫中，以補充枯水年水量不足，是調(diào)節(jié)天然來水與人類用水的時間分配和地域分布矛盾的有力工具。梅山水庫運用得好壞不僅影響當(dāng)年，而且影響以后若干年，而調(diào)度的關(guān)鍵是如何科學(xué)、合理地控制水位，減少棄水，增加水庫后期可利用的蓄水量。因此，如何利用豐水年把水量留下來，為后期下游灌區(qū)服務(wù)，將尤為重要。作為多年調(diào)節(jié)水庫，如果不能很好地將豐水年來水留下來，則水庫利用效率、多年調(diào)節(jié)作用發(fā)揮都將大打折扣。以2016年6 ～7月中旬降雨期間調(diào)度運用為例，受當(dāng)時降雨影響，7月1日起水庫連續(xù)泄洪，直至7月18日12 時庫水位已降至123.8m 才停止泄洪，此時已低于汛限水位1.5m。后期由于灌溉放水，庫水位持續(xù)回落至當(dāng)年最低119.56m。從此一直到目前（2019年11月底），庫水位都未曾到達過正常蓄水位。在此階段，汛期達到汛限水位的天數(shù)也僅占汛期總天數(shù)的11%，而且2019年9月30日庫水位為107.14m，已接近死水位。

表1 汛限水位至相應(yīng)特征水位所需降雨量估算表

五、調(diào)度建議

1.水庫調(diào)度要在保證水庫安全、服從防洪總體安排的前提下，充分利用洪水資源，統(tǒng)籌防洪、興利等任務(wù)及經(jīng)濟社會各用水部門之間的關(guān)系，發(fā)揮水庫的綜合利用效益，盡可能做到水資源利用效益最大化。

2.汛期庫水位是否必須立即泄至汛限水庫以下，建議可結(jié)合實際進一步開展相關(guān)論證，如實行動態(tài)汛限水位研究等。超過汛限水位，可以結(jié)合工情、水情及水文、氣象預(yù)報等，綜合分析將水盡量留在水庫中，通過發(fā)電逐步降低水位，減少棄水，有效利用洪水資源。例如按照5日、10日、15日內(nèi)無有效降雨考慮，在5日、10日、15日內(nèi)通過發(fā)電放水將水位逐步降低，充分利用預(yù)留的5 億m3庫容。按照庫水位126.0±1m 的運行工況，對應(yīng)5日、10日、15日前可承受的水位分別為126.9m、127.7m、128.6m，最多也僅短期利用了5 億m3防洪庫容的40%。期間仍可以根據(jù)預(yù)報及運行需要，及時采取預(yù)泄等緊急降低水位措施，確保運行安全。

3.繼續(xù)開展水庫旱限水位相關(guān)研究工作，適時將旱限水位作為干旱期水庫控制運用的關(guān)鍵指標，積極將相關(guān)研究成果用于水庫調(diào)度運用實際，指導(dǎo)水庫干旱期間的調(diào)度運用。

在水庫調(diào)度運用實際工作中，應(yīng)以水庫承受能力為依據(jù)，以防洪、灌溉、發(fā)電供水的綜合效益最大化為目標，一方面要盡量攔洪蓄水，為灌溉供水及多年調(diào)節(jié)利用做好儲備；另一方面也要遵從科學(xué)，量力而行，以免對下游造成更為嚴重的危害。應(yīng)在保證安全可靠的前提下，盡可能滿足各用水單位的需求，以獲得最大的綜合利用效益■