馮家山水庫防洪調度時段劃分探討

姚 虹，姚德倉，高曉婷

（寶雞市馮家山水庫管理局,陜西 寶雞 721300）

全面了解大型水庫防洪調度的全過程，正確劃分水庫防洪調度時段，熟練掌握各時段特點和工作重點，對于做好水庫防洪保安工作具有十分重要的意義。下面以馮家山水庫為研究對象，具體探討水庫防洪調度時段的劃分。

1 水庫基本情況

馮家山水庫是以灌溉、城市生活、工業供水為主，兼作防洪、發電、養殖、旅游等綜合利用的大（二）型水利工程，位于陜西省西部千河之上，按照100 年一遇洪水標準設計，設計洪峰流量3550 m3/s，5000 年一遇洪水標準校核，校核洪峰流量8860 m3/s。水庫樞紐工程由攔河大壩、泄洪洞、溢洪洞、非常溢洪道、輸水洞和電站等組成。大壩為均質土壩，高度75 m，寬度10 m，長度300 m，總庫容4.27 億m3，防洪庫容1.27 億m3，汛期限制運行水位707 m。泄洪洞最大泄洪流量575 m3/s，溢洪洞最大泄洪流量1140 m3/s，水庫水位在汛限水位707 m時，兩洞全開泄洪流量1110 m3/s。

2 水庫防洪調度原則

馮家山水庫本著興利、防洪、排沙三兼顧的原則，綜合分析流域水文、氣象預報資料，全面掌握洪水來勢，在保證大壩安全的前提下，按下游防洪需要和流域防汛要求對洪水進行調蓄，既要滿足灌溉、供水、發電和下游防洪要求，又要采用異重流排沙減於措施延長水庫壽命。

3 馮家山水庫泄流方式

當洪水來臨時，根據庫水位和沙情，首先開啟泄洪洞閘門，進行泄洪排沙，以減少水庫淤積。當庫水位超過汛線水位707.00 m，且庫水位繼續上漲時，依據調洪驗算成果，參考實測降雨量、水位和洪水預報成果，采取以下泄流方式：

（1）當發生洪水，庫水位超過汛線水位707.00 m，且繼續上漲時，先逐漸開啟泄洪洞閘門泄洪，維持汛線水位不變；若泄洪洞閘門全開暢泄，庫水位繼續上漲時，再開啟溢洪洞閘門泄洪，維持汛線水位不變；若泄洪洞、溢洪洞閘門全部開啟泄洪，庫水位繼續上漲，最高庫水位不超過708.96 m時、最大泄洪流量不超過1310 m3/s時，視本次洪水為100年一遇以下或100 年一遇洪水。

（2）當溢洪洞和泄洪洞閘門全開泄洪，庫水位上升至714.0m且流域降雨仍在持續,庫水位繼續上漲時，炸除或機械挖除非常溢洪道副壩參與泄洪，若水位仍在繼續上漲，但最高庫水位不超過714.7 m，最大泄洪流量不超過2030 m3/s。視本次洪水為5000 一遇洪水。

（3）當洪水落峰時，應將庫水位降至汛線水位707.0m，使水庫具有足夠的防洪庫容，以防后期可能發生的復峰洪水及稀遇洪水，確保大壩安全。

（4）當庫水位降至汛線水位707.0 m，如需要排沙，根據水庫水沙情況采取下列調度方式：①通過泄流設施保持進出庫流量平衡，使水庫維持汛線水位；②在具備排沙條件時，通過泄洪洞小流量、長歷時進行泄洪排沙，流量控制在100 m3/s；③為確保供水需要，庫水位應不低于706.8 m。

4 水庫防洪調度時段劃分

以100 年一遇洪水的調度為例，繪制出同一時刻入庫洪水流量與出庫泄洪流量關系曲線及水庫水位曲線圖（見圖1），圖1 中水庫起調水位為汛限水位707 m。曲線主要包含著三個因素：庫水位、入庫流量、出庫泄流量。根據曲線不同段落的特點，可以將水庫防洪調度過程劃分為四個時段。

圖1 馮家山水庫百年一遇洪水調洪過程示意圖

4.1 前期

從洪水開始入庫至泄洪洞、溢洪洞閘門全開。該時段的特點：可以利用兩洞閘門開度控制泄洪流量，一般宣泄流量與入庫流量相等，庫水位徘徊在汛限水位附近。可以簡單的概括為“兩增一停”，即宣泄流量與入庫流量同步增加，庫水位停留在汛限水位不變。

4.2 中前期

從兩洞閘門全開起，到本次洪水洪峰流量出現時止。該時段的特點：人為不能增大宣泄流量，宣泄流量隨著庫水位的迅速增長而緩慢增加。可以簡單的概括為“兩快一慢”，即入庫流量與庫水位快速增大、增高，宣泄流量隨著庫水位的抬高而緩慢增大。

4.3 中后期

從出現洪峰流量起，至出現最高庫水位時結束。該時段的特點：入庫流量開始逐漸減小，庫水位進一步增高，宣泄流量進一步增大，出現最高庫水位時刻，宣泄流量與入庫流量相等，可以簡單的概括為“兩增一減”。

4.4 后期

從最高庫水位開始，到降至汛限水位時止。該時段的特點：入庫流量減小，宣泄流量逐步減小，庫水位逐漸降低，直到汛限水位時徹底關閉兩洞閘門，可以概括為“兩減一降”。

需要說明的是，馮家山水庫在汛限水位707 m時，兩洞最大泄流能力為1110 m3/s，其中泄洪洞548 m3/s，溢洪洞560 m3/s。前期調度洪水的基本原則是來多少流量及時宣泄多少流量。因此當洪峰流量大于1110 m3/s時，全部具備四個時段。當洪峰流量小于1110 m3/s時，只有“前期”和“后期”兩個時段。

5 水庫防洪調度時段劃分的意義與作用

5.1 “前期”是防洪調度的關鍵時期

該時段一定要認真指揮、精心調度。在綜合分析天氣預報和流域水雨情預警系統監測結果的基礎上，當預測本次為小量級洪水時，可以適當采取以蓄為主、以泄為輔、出庫流量小于入庫流量的調度方式；當預測本次為中量級洪水或者不能判明本次洪水量級時，應當采取蓄泄平衡，即出庫流量等于入庫流量的調度方式；當預測本次為大量級洪水時，應當采取蓄泄平衡、甚至提前預泄或者一開始就將泄洪洞和溢洪洞閘門全開暢泄的調度方式。這一時段持續時間較短，是人為主動干預的最佳時期，如果在泄洪與不泄洪、泄洪流量大與小上猶豫不決，將會對水庫后續防洪調度和大壩安全造成很大壓力。

5.2 “中前期”和“中后期”是水庫泄洪的重要時期

“中前期”時段的特點是入庫流量迅速增大，庫水位迅速升高，泄洪洞和溢洪洞閘門已經全開暢泄，泄洪流量只能隨著庫水位的升高而緩慢增加。時段末將出現最大洪峰流量，是入庫洪水流量的拐點，隨后入庫洪水流量將呈現減小趨勢。

“中后期”時段的特點是入庫洪水洪峰流量已經出現，基本可以判明本次洪水量級，隨后入庫洪水流量將逐漸減小，但是仍舊大于泄洪流量，因此庫水位還將繼續上升。時段末將出現最高庫水位，此時入庫流量與泄洪流量持平，是水庫水位的拐點，隨后水庫水位將呈現下降趨勢。

“中前期”和“中后期”時段，由于泄洪洞和溢洪洞閘門全開暢泄，已經不能夠人為增大泄洪流量，泄洪流量只能隨著水庫水位的抬高而緩慢增大，該時期的主要工作是加強觀察監測，確保水庫工程正常運行。

非常溢洪道是馮家山水庫特有的一個非正常工程設施，在遭遇5000 年一遇或者超標準洪水時，通過對天氣預報、流域降雨、入庫洪水情況進行綜合分析，該時期內可以考慮適時炸除非常溢洪道進口土堤子堰，使非常溢洪道及時參與泄洪。同時也可以考慮加固壩頂防浪墻，增大水庫防洪庫容，防止洪水漫溢壩頂。在遭遇5000 年一遇或者超標準洪水時，采取這兩項特別措施，以確保水庫大壩安全。

5.3 “后期”是水庫防洪調度的收尾時期

“后期”時段入庫流量繼續減小，水庫水位開始下降，但是應當高度警惕，不能掉以輕心，仍舊要保持一定規模的下泄流量，在較短時間內將水庫水位降至汛期限制水位707 m，防止隨后發生復峰洪水，確保水庫大壩安全。

6 結語

水庫安全事關全局，防汛責任重于泰山。水庫防洪調度是水庫防汛的一個重要環節，應當根據各時段的不同特點，有條不紊地開展水庫防洪調度工作。“前期”時段是常遇且非常關鍵的時期，指揮決策要果斷，閘門開啟要迅速；“中前期”和“中后期”將出現最大洪峰流量和最高洪水位，要密切注意水雨情發展變化，監護水庫大壩和泄洪設施安全運行，必要時要采取炸除非常溢洪道進口土堤子堰和加固壩頂防浪墻等非常措施；“后期”要保持足夠大的下泄流量，在短時間內將庫水位降至汛限水位，以防后期再次發生較大洪水。