寶雞峽灌區林家村水庫防洪調度方案淺析

王 艷

（陜西省寶雞峽引渭灌溉中心寶雞總站,陜西 寶雞 721000）

1 引言

水庫的防洪調度是我國現代社會防洪減災體系的重要組成部分,行業和社會對其關注度越來越高。制定合理可行的水庫防洪調度方案是每個水庫工程的必備任務,有利于提升水庫的風險預警水平[1-2]。水庫防洪調度方案主要依據水庫的實時水情、雨情等信息,采用相關方法或手段計算入庫洪水的各項指標,進而根據防洪措施及水庫防洪現狀控制水庫下泄流量以指導水庫汛期的防洪調度。隨著流域預報模型和信息采集系統的發展,水庫防洪調度己從傳統的常規調度向預報調度轉變,水庫的調度向更加科學化和智能化的方向發展[3-4]。合理的水庫防洪調度方案可以有效提高水庫的用水效率,同時可以增強水庫防洪減災能力,并改善水庫的運行管理。因此開展水庫防洪調度方案研究至關重要。

2 工程概況

林家村水庫壩址以上控制流域面積30661 km2,壩址以上渭河長429.5 km,平均比降3.1‰,自河源到寶雞峽渠首流經甘肅、寧夏、陜西三省（區）六個地市。陜西省境內流域面積1702 km2,僅占壩址控制流域面積的5.6%。林家村水庫壩址以上庫區位于低山區,兩岸山巒環抱,山坡陡峻,河谷斷面形態復雜,呈發育不完全的“V”型或“U”型。水庫窄深,水面寬度一般在100 m～400 m,庫區河流蜿蜒曲折,最寬處700 m,中水河床與洪水河床無明顯分界。兩岸急彎卡口較多,岸線極不規則,庫區河床平均比降2.31‰。

林家村水庫位于寶雞市以西11 km的渭河峽谷出口處,是在原溢流壩的基礎上加高壩體,增設泄洪、排沙閘孔,壩后電站的二期續建項目,屬中型Ⅲ等工程。加壩加閘工程1998 年5 月開工,2005 年3 月完成建設任務,同年4 月省水利廳主持召開了蓄水階段驗收,主體工程評為優良,同意蓄水試運行。2011 年3 月,省發改委主持召開并通過了工程竣工驗收,工程正式交付使用。水庫防洪標準為50 年一遇洪水設計,500 年一遇洪水校核,相應洪峰流量分別為6040 m3/s和9720 m3/s；水庫總庫容5000 萬m3,有效庫容3800 萬m3,調沙庫容600 萬m3。主要以灌溉供水為主,兼顧發電；在設計水平年可調蓄水量0.8 億m3,并為灌區內王家崖、信邑溝、大北溝、泔河四座水庫年補給水量1.48 億m3,向灌區增加供水1.2 億m3以上。水庫回水長度14.5 km,渠首樞紐工程的下泄洪水,將從壩下0.5 km處的林家村水文站進入常規的水情監測預報體系,向更遠的下游發布水情訊息。

3 調度的基本條件

3.1 水工建筑物的安全運用條件

林家村渠首水庫防洪調度的主要任務是確保樞紐工程安全、泄洪排沙保庫容和汛期興利。林家村渠首水庫采用“蓄清排渾、汛期控制水位”的運行方式。按照上級蓄、發、引泄調蓄指令,利用沖砂底孔、灌溉引水孔、泄洪中孔,發電引水孔與灌區五庫聯合調度運行,適時適量及時進行水量調節,滿足灌溉發電、蓄庫所需水量,使林家村渠首水庫蓄水位相對穩定于626 m（發電最低水位）～636 m（正常蓄水位）之間,主汛期7 月、8 月份控制運行水位630.0 m,次汛期6 月、9 月、10 月份控制運行水位634 m,確保樞紐工程設施安全。

3.2 水文氣象預報與預報要求

林家村水庫主要從上游172 km處的北道水文站、129 km處的元龍水文站、78 km處的拓石水文站獲得入庫洪水信息,上游各水文站實時監測的洪水時間、洪峰流量及洪水過程第一時間通過電話通知寶雞峽水資源調度中心。寶雞峽水資源調度中心再向林家村水庫發布泄洪指令。

汛期由寶雞峽引渭灌溉中心水資源調度中心將每日8時和20 時上游河源水清信息指令傳遞至林家村水庫防汛值班室,防汛值班人員做好汛期水情各項記錄指令。水庫配備有庫水位觀測尺、站內雨量觀測桶,水位及雨量的觀測與上報,按照《水文測驗規范》的要求進行。

4 防洪調度方案

4.1 調度任務和原則

防洪調度的基本任務是結合所在流域防洪規劃和洪水調度方案,切實做好水庫汛期控制運用,強化水庫防汛安全,全面落實防汛責任制,做到發生設防標準洪水時,水庫不垮壩,出現超標準洪水時,全力保證人民生命安全。基本原則為以水庫水位以及已出現的和預測可能出現的降雨量等實時信息為主要依據,擬定實時洪水調度方案,進行科學調度。

4.2 防洪調度方式

每年度6 月1 日～10 月31 日為汛期。主汛期7 月、8 月控制運行水位630.0 m,次汛期6 月、9 月、10 月控制運行水位634.0 m。

（1）調度方案

水資源調度中心及時掌握上游雨情、水情、汛情動態。若水庫流域內遭遇強降雨有可能發生較大洪水時,局水資源調度中心要在第一時間報告局防汛指揮部正、副指揮及局防汛辦,商討水庫泄洪（水）調度方案,并將水庫泄洪（水）調度方案下達林家村管理站；林家村管理站接到局水資源調度中心下達的泄洪（水）調度方案后,立即向寶雞市防汛指揮部書面提出泄洪（水）申請,并做好泄洪（水）的一切準備工作。接到寶雞市防汛指揮部的批復后,立即通知轄區防汛相關成員單位,對水庫大壩至寶雞峽渭河大橋范圍內滯留人員進行清灘勸離,嚴格執行寶雞市防汛指揮部批復的泄洪方案,及時反饋局防汛辦、局水資源調度中心。局水資源調度中心接到林家村管理站反饋的泄洪（水）方案后,立即報告局防汛指揮部正、副指揮。

（2）不同量級洪水防御方案

水庫不同量級洪水防御方案堅持以人為本、生命至上原則,始終把確保水庫樞紐安全和人民群眾生命安全作為防汛的首要目標任務。嚴格按照水庫泄洪（水）調度工作程序操作,水庫泄洪（水）原則上采取階梯分段泄洪的方式,即小流量泄洪（水）1 h后逐步加大至正常泄量,泄洪（水）流量變化時申請報告寶雞市防汛指揮部,并按有關報汛規定向寶雞市水文局報汛,以便進入常規的水情監測預報體系,向更遠的下游發布水情信息。

林家村水庫主要從上游172 km處的北道水文站、78 km處的拓石水文站獲得入庫洪水信息,上游各水文站實時監測的洪水時間、洪峰流量及洪水過程第一時間通過電話通知寶雞峽水資源調度中心,寶雞峽水資源調度中心再向林家村水庫發布泄洪指令。

1）非蓄庫情況下的防汛渡汛方案

①河源來水流量小于200 m3/s,且含砂量小于15%時：

a.按引水指令,由灌溉孔引取與灌溉或下游蓄庫、發電用水相匹配的流量；

b.庫水位嚴格控制在614 m～615 m之間；

c.多余水量由左排砂底孔退入渭河。

②河源來水流量小于200 m3/s時,而含砂量大于15%時,按引、泄指令由左排沙底孔泄入渭河,庫水位控制在615.00 m。

③河源來水流量在200 m3/s≤Q≤1000 m3/s范圍內,利用左、右排砂底孔進行泄洪,敞泄沖刷,庫水位控制在615.00 m。

④河源來水流量在1000 m3/s＜Q≤2000 m3/s范圍內時,采用排砂底孔全開泄流,中孔1#～5#開啟1/4即2.08 m,可泄流500 m3/s,庫水位為618.00 m,下游相應水位在607.30 m～608.50 m,以降低水位,減少庫區淤積；盡可能達到泄量平衡,以保證下游流態的穩定和均勻。

⑤河源來水流量在2000m3/s＜Q≤3600 m3/s時,采用排砂底孔和泄洪中孔全開的方式進行泄洪,庫水位在618.00 m～621.70 m,下游水位608.50 m～609.80 m。

⑥河源來水流量在3600 m3/s＜Q≤6040 m3/s時,采用中、底孔全開的方式泄洪,庫水位在621.7 m～625.9 m,下游水位在609.8 m～611.3 m。

⑦河源來水大于6040 m3/s時,洪水將超過50 年一遇的設防標準,立即報告管理局和寶雞市指揮部,并保持密切聯系,同時迅速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。

2）蓄庫情況下的防汛渡汛預案

水庫按50 年、500 年一遇洪水標準內設防,相應流量分別為6040 m3/s、9720 m3/s。庫水位在630 m汛限水位時,水庫的運行方式：

①河源來水流量小于200 m3/s,且含砂量小于15%時：

a.按引水指令,由灌溉孔或發電引水孔（配合灌溉壩后發電）引取與灌溉（蓄庫）或下游發電用水相匹配的流量；

b.保持相對穩定的庫水位630 m；

c.多余水量從左排砂底孔泄入渭河。

②河源來水流量小于200 m3/s,而含沙量大于15%時,按蓄引指令適時適量從左排砂底孔泄流入渭河。

③河源來水流量在200 m3/s≤Q≤1000 m3/s范圍內時,利用左、右排砂底孔進行泄洪,此時按615 m水位組合方式運行,合理控制庫水位下降速度,左、右排砂底孔全開,可泄洪1028 m3/s。

④河源來水流量在1000 m3/s＜Q≤2250 m3/s范圍內時,利用左、右排砂底孔及部分中孔進行聯合泄流,此時按630 m水位孔口組合運行,左、右底孔各開啟1/2即4 m,中孔1#、3#、5#各開啟1/4即2.08 m,可渲泄洪水2022 m3/s。

⑤河源來水流量在2000 m3/s＜Q≤2300 m3/s范圍內時,利用左、右排砂底孔及部分中孔進行聯合泄洪,此時按630 m水位孔口組合方式運行,左底孔開啟3/4即6 m,可泄洪563 m3/s；右1、右2底孔各開啟1/2即4 m,可泄洪740 m3/s,中孔2#、4#各開啟1/2即4.45 m,可泄洪1000 m3/s,共可渲泄洪水2303 m3/s。

⑥河源來水流量在2300 m3/s＜Q≤3600 m3/s范圍內時,利用左、右排砂底孔及部分中孔進行聯合泄洪,此時按630 m水位孔口組合運行,左、右排砂底孔各開啟3/4即6 m,中孔1#、3#、5#各開啟3/4即6.7 m,共可渲泄洪水3802 m3/s。

⑦河源來水流量在3600 m3/s＜Q≤6040 m3/s范圍內時,洪水將達到50 年一遇的設防標準,提前泄空庫內存水,將左、右排砂底孔及5 個泄洪中孔全開敞泄。

⑧河源來水流量大于6040 m3/s時,洪水將超過50 年一遇的設防標準,立即報告管理局和寶雞市防汛指揮部,并保持密切聯系,同時迅速將人員和重要物資撤離到安全地帶,并立即開啟左、右3 個排砂底孔和5 個溢流中孔,在洪峰到來之前提前將水庫全部放空,敞泄洪水。

3）超標準洪水防御預案

當3 個排砂底孔和5 個溢流中孔閘門全開敞泄,庫水位上升到校核洪水位634.2 m時,證明發生超標準洪水,此時,寶雞峽引渭灌溉中心加急報告寶雞市防汛指揮部,啟動“防、搶、撤”緊急預案。

5 結語

本文基于寶雞峽灌區林家村水庫工程防洪調度的基本條件和必要性,論述了適應寶雞峽灌區林家村水庫工程實際情況的防洪調度方案,包括防洪調度的任務和原則、調度方案、非蓄庫情況下的防汛渡汛方案、蓄庫情況下的防汛渡汛預案、超標準洪水防御預案等。結果表明寶雞峽灌區林家村水庫防洪調度方案可以滿足工程防洪調度的要求,研究成果對相似工程具有一定的參考價值。