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多目标综合利用水库优化调度模式研究

2010-07-11张成敏王德明杨德同

水利建设与管理 2010年2期
关键词:沙沟调洪库容

张成敏 王德明 杨德同

(莒县小仕阳水库管理处 276526)

1 基本情况

1.1 水库概况

莒县位于山东省东南部,总面积1952.4km2,辖21处乡镇、1260个自然村、110余万口人,蓄水工程主要有2座大型水库(青峰岭、小仕阳),1座中型水库(峤山),21座小(1)型水库,174座小(2)型水库,1222座塘坝,总库容6.88亿m3,调洪库容3.05亿m3,兴利库容 4.42亿m3。全县10km以上河流有26条,形成260多km防洪堤防。沭河贯穿全县南北,县内流域面积1718.4km2,长76.5km。这些防洪工程有效地减轻了洪涝、干旱灾害损失,为全县及周边县市的经济发展和社会稳定大局发挥了重要作用。

1.23座大中型水库2009年汛期控制指标。

3座大中型水库2009年汛期控制指标见下表。

3座大中型水库2009年汛期控制指标表

2 当前水雨情

2.1 青峰岭水库

流域多年平均降水量699mm,其中汛期531mm,多年平均年来水量15132万m3。至2009年7月15日7时,累计降雨377.5mm,其中汛期降雨268.5mm;水库水位157.20m,库容14561万m3;上游沙沟水库水位231.17m,相应库容3077万m3,汛限水位231.5m,相应库容3237万m3。

2.2 小仕阳水库

流域多年平均降水量778.1mm,多年平均年来水量7348万 m3。至 2009年 7月 15日 7时,累计降雨377.5mm,其中汛期降雨268.5mm;水库水位145.48m,库容1512万m3,入库流量15m3/s;上游石亩子水库水位242.4m,相应库容425.8万m3,汛限水位248.0m,相应库容870 万 m3。

2.3 峤山水库

流域多年平均降雨量752.1mm,多年平均年来水量1935万m3。至2009年7月15日7时,累计降雨363mm,水库水位145.58m,库容2334万m3,上游来水流量2m3/s,放水洞以2.5m3/s流量放水灌溉水稻。

3 未来水雨情分析

以水库现有雨水情为分析基础,假定未来可能发生日降雨100mm,分析三座大中型水库水情。

3.1 青峰岭水库

根据当前流域情况,经分析,若再遇日降雨100mm,沙沟水库预计来水量815万m3,水库库容达到3892万m3,水库将溢洪655万m3。青峰岭水库至沙沟区间预计来水3035万m3,加上7.13降雨的剩余来水881万m3和沙沟水库溢洪655万m3,青峰岭水库共来水 4571万 m3,水库库容达到 19132万 m3,水位159.23m。青峰岭水库不考虑泄洪。

3.2 小仕阳水库

根据当前流域情况,经分析,再遇日降雨100mm,上游石亩子水库预计来水量163万m3,水库库容达到588.8万m3,达不到汛限水位。小仕阳水库预计来水2480万m3,水库水位达到150.0m,低于汛限水位。只有遇到日降雨 260mm时,才将达到汛限水位153.0m。小仕阳水库不考虑泄洪。

3.3 峤山水库

根据当前流域情况,经分析,再遇日降雨100mm,预计水库进水400万m3,库容达2734万m3,超汛限库容78万m3。峤山水库考虑泄洪。

4 优化调度方案

假定水库现处在某一水位时,流域未来发生日降雨100mm后,所产生的来水恰好能使水库水位达到汛限水位,则该假定水位即为水库优化调度的上限水位,即最优水位。

水库水位超过最优水位、低于汛限水位时,考虑用电站调洪;水库水位超过汛限水位、低于汛中超蓄水位时,若该水位维持时间低于10日,仍考虑用电站调洪,若该水位维持时间大于10日,需用溢洪道调洪;水库高于汛中超蓄水位时,必须立即启用溢洪道调洪。

在水库水位未超过允许最高水位的情况下,若下游河道已遭遇20年一遇洪水(沭河店子桥断面流量4000m3/s),应充分发挥水库蓄洪错峰作用,水库暂不考虑泄洪。

根据中长期天气预报,经专家评估,年内无大的降雨过程,为节约水库水资源,在水库水位超过最优水位、低于汛限水位时,应审慎启动本调度方案。

水库水位达到本调度方案规定的水位时,须向县防指办提出书面申请,待县防指批复后,立即启动本方案。

4.1 青峰岭水库

需考虑上游串联的沙沟水库的影响,分以下两种情况:

a.当流域遇100mm降雨时,若沙沟水库能完全拦蓄其以上区间洪水,沙沟至青峰岭区间来水3035万m3,最优水位158.80m。

b.当流域遇100mm降雨时,若沙沟水库库满,完全溢洪沙沟以上区间洪水,青峰岭区间全部来水3850万m3,最优水位158.46m。

4.2 小仕阳水库

需考虑上游串联的石亩子水库的影响,分以下两种情况:

a.当流域遇100mm降雨时,若石亩子水库能完全拦蓄其以上区间洪水,区间来水1323万m3,最优水位151.60m。

b.当流域遇100mm降雨时,若石亩子水库库满,完全溢洪以上区间洪水,区间全部来水1405万m3,最优水位151.50m。

4.3 峤山水库

当流域遇100mm降雨时,区间全部来水405万m3,最优水位145.34m。

根据以上优化调度方案,至2009年7月15日7时,莒县三座大中型水库只有峤山水库水位超过最优水位0.24m,需用电站结合灌溉预泄至最优水位。

5 结语

水库工程是防洪体系中的重要组成部分,正确处理好防洪与兴利、上游来水(包括上游区间来水与上游水库泄洪)与下游河道承受能力的关系,以充分发挥水库兴利与除害的效益为最优化目的。近年来受全球气候变暖影响,极端、异常、复杂多变的天气将可能成为今后正常的天气,干旱与洪涝灾害交替发生的频率增加,大中型水库多为多年调节综合利用水库,主要功能为防洪、灌溉,养殖、发电、供水等,在应对干旱与洪涝灾害方面发挥了重要作用,大中型水库多目标综合利用优化调度模式的研究与应用,为提高大中型水库的综合效益发挥了重要作用。实践证明:本方法具有适用性和可靠性。

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