王 艳

（陕西省宝鸡峡引渭灌溉中心宝鸡总站,陕西 宝鸡 721000）

1 引言

水库的防洪调度是我国现代社会防洪减灾体系的重要组成部分,行业和社会对其关注度越来越高。制定合理可行的水库防洪调度方案是每个水库工程的必备任务,有利于提升水库的风险预警水平[1-2]。水库防洪调度方案主要依据水库的实时水情、雨情等信息,采用相关方法或手段计算入库洪水的各项指标,进而根据防洪措施及水库防洪现状控制水库下泄流量以指导水库汛期的防洪调度。随着流域预报模型和信息采集系统的发展,水库防洪调度己从传统的常规调度向预报调度转变,水库的调度向更加科学化和智能化的方向发展[3-4]。合理的水库防洪调度方案可以有效提高水库的用水效率,同时可以增强水库防洪减灾能力,并改善水库的运行管理。因此开展水库防洪调度方案研究至关重要。

2 工程概况

林家村水库坝址以上控制流域面积30661 km2,坝址以上渭河长429.5 km,平均比降3.1‰,自河源到宝鸡峡渠首流经甘肃、宁夏、陕西三省（区）六个地市。陕西省境内流域面积1702 km2,仅占坝址控制流域面积的5.6%。林家村水库坝址以上库区位于低山区,两岸山峦环抱,山坡陡峻,河谷断面形态复杂,呈发育不完全的“V”型或“U”型。水库窄深,水面宽度一般在100 m～400 m,库区河流蜿蜒曲折,最宽处700 m,中水河床与洪水河床无明显分界。两岸急弯卡口较多,岸线极不规则,库区河床平均比降2.31‰。

林家村水库位于宝鸡市以西11 km的渭河峡谷出口处,是在原溢流坝的基础上加高坝体,增设泄洪、排沙闸孔,坝后电站的二期续建项目,属中型Ⅲ等工程。加坝加闸工程1998 年5 月开工,2005 年3 月完成建设任务,同年4 月省水利厅主持召开了蓄水阶段验收,主体工程评为优良,同意蓄水试运行。2011 年3 月,省发改委主持召开并通过了工程竣工验收,工程正式交付使用。水库防洪标准为50 年一遇洪水设计,500 年一遇洪水校核,相应洪峰流量分别为6040 m3/s和9720 m3/s；水库总库容5000 万m3,有效库容3800 万m3,调沙库容600 万m3。主要以灌溉供水为主,兼顾发电；在设计水平年可调蓄水量0.8 亿m3,并为灌区内王家崖、信邑沟、大北沟、泔河四座水库年补给水量1.48 亿m3,向灌区增加供水1.2 亿m3以上。水库回水长度14.5 km,渠首枢纽工程的下泄洪水,将从坝下0.5 km处的林家村水文站进入常规的水情监测预报体系,向更远的下游发布水情讯息。

3 调度的基本条件

3.1 水工建筑物的安全运用条件

林家村渠首水库防洪调度的主要任务是确保枢纽工程安全、泄洪排沙保库容和汛期兴利。林家村渠首水库采用“蓄清排浑、汛期控制水位”的运行方式。按照上级蓄、发、引泄调蓄指令,利用冲砂底孔、灌溉引水孔、泄洪中孔,发电引水孔与灌区五库联合调度运行,适时适量及时进行水量调节,满足灌溉发电、蓄库所需水量,使林家村渠首水库蓄水位相对稳定于626 m（发电最低水位）～636 m（正常蓄水位）之间,主汛期7 月、8 月份控制运行水位630.0 m,次汛期6 月、9 月、10 月份控制运行水位634 m,确保枢纽工程设施安全。

3.2 水文气象预报与预报要求

林家村水库主要从上游172 km处的北道水文站、129 km处的元龙水文站、78 km处的拓石水文站获得入库洪水信息,上游各水文站实时监测的洪水时间、洪峰流量及洪水过程第一时间通过电话通知宝鸡峡水资源调度中心。宝鸡峡水资源调度中心再向林家村水库发布泄洪指令。

汛期由宝鸡峡引渭灌溉中心水资源调度中心将每日8时和20 时上游河源水清信息指令传递至林家村水库防汛值班室,防汛值班人员做好汛期水情各项记录指令。水库配备有库水位观测尺、站内雨量观测桶,水位及雨量的观测与上报,按照《水文测验规范》的要求进行。

4 防洪调度方案

4.1 调度任务和原则

防洪调度的基本任务是结合所在流域防洪规划和洪水调度方案,切实做好水库汛期控制运用,强化水库防汛安全,全面落实防汛责任制,做到发生设防标准洪水时,水库不垮坝,出现超标准洪水时,全力保证人民生命安全。基本原则为以水库水位以及已出现的和预测可能出现的降雨量等实时信息为主要依据,拟定实时洪水调度方案,进行科学调度。

4.2 防洪调度方式

每年度6 月1 日～10 月31 日为汛期。主汛期7 月、8 月控制运行水位630.0 m,次汛期6 月、9 月、10 月控制运行水位634.0 m。

（1）调度方案

水资源调度中心及时掌握上游雨情、水情、汛情动态。若水库流域内遭遇强降雨有可能发生较大洪水时,局水资源调度中心要在第一时间报告局防汛指挥部正、副指挥及局防汛办,商讨水库泄洪（水）调度方案,并将水库泄洪（水）调度方案下达林家村管理站；林家村管理站接到局水资源调度中心下达的泄洪（水）调度方案后,立即向宝鸡市防汛指挥部书面提出泄洪（水）申请,并做好泄洪（水）的一切准备工作。接到宝鸡市防汛指挥部的批复后,立即通知辖区防汛相关成员单位,对水库大坝至宝鸡峡渭河大桥范围内滞留人员进行清滩劝离,严格执行宝鸡市防汛指挥部批复的泄洪方案,及时反馈局防汛办、局水资源调度中心。局水资源调度中心接到林家村管理站反馈的泄洪（水）方案后,立即报告局防汛指挥部正、副指挥。

（2）不同量级洪水防御方案

水库不同量级洪水防御方案坚持以人为本、生命至上原则,始终把确保水库枢纽安全和人民群众生命安全作为防汛的首要目标任务。严格按照水库泄洪（水）调度工作程序操作,水库泄洪（水）原则上采取阶梯分段泄洪的方式,即小流量泄洪（水）1 h后逐步加大至正常泄量,泄洪（水）流量变化时申请报告宝鸡市防汛指挥部,并按有关报汛规定向宝鸡市水文局报汛,以便进入常规的水情监测预报体系,向更远的下游发布水情信息。

林家村水库主要从上游172 km处的北道水文站、78 km处的拓石水文站获得入库洪水信息,上游各水文站实时监测的洪水时间、洪峰流量及洪水过程第一时间通过电话通知宝鸡峡水资源调度中心,宝鸡峡水资源调度中心再向林家村水库发布泄洪指令。

1）非蓄库情况下的防汛渡汛方案

①河源来水流量小于200 m3/s,且含砂量小于15%时：

a.按引水指令,由灌溉孔引取与灌溉或下游蓄库、发电用水相匹配的流量；

b.库水位严格控制在614 m～615 m之间；

c.多余水量由左排砂底孔退入渭河。

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

③河源来水流量在200 m3/s≤Q≤1000 m3/s范围内,利用左、右排砂底孔进行泄洪,敞泄冲刷,库水位控制在615.00 m。

④河源来水流量在1000 m3/s＜Q≤2000 m3/s范围内时,采用排砂底孔全开泄流,中孔1#～5#开启1/4即2.08 m,可泄流500 m3/s,库水位为618.00 m,下游相应水位在607.30 m～608.50 m,以降低水位,减少库区淤积；尽可能达到泄量平衡,以保证下游流态的稳定和均匀。

⑤河源来水流量在2000m3/s＜Q≤3600 m3/s时,采用排砂底孔和泄洪中孔全开的方式进行泄洪,库水位在618.00 m～621.70 m,下游水位608.50 m～609.80 m。

⑥河源来水流量在3600 m3/s＜Q≤6040 m3/s时,采用中、底孔全开的方式泄洪,库水位在621.7 m～625.9 m,下游水位在609.8 m～611.3 m。

⑦河源来水大于6040 m3/s时,洪水将超过50 年一遇的设防标准,立即报告管理局和宝鸡市指挥部,并保持密切联系,同时迅速将人员和重要物资撤离到安全地带,并立即开启左、右排砂底孔和5 个泄洪中孔泄库,在洪峰到来之前提前将水库全部放空,敞泄洪水。

2）蓄库情况下的防汛渡汛预案

水库按50 年、500 年一遇洪水标准内设防,相应流量分别为6040 m3/s、9720 m3/s。库水位在630 m汛限水位时,水库的运行方式：

①河源来水流量小于200 m3/s,且含砂量小于15%时：

a.按引水指令,由灌溉孔或发电引水孔（配合灌溉坝后发电）引取与灌溉（蓄库）或下游发电用水相匹配的流量；

b.保持相对稳定的库水位630 m；

c.多余水量从左排砂底孔泄入渭河。

②河源来水流量小于200 m3/s,而含沙量大于15%时,按蓄引指令适时适量从左排砂底孔泄流入渭河。

③河源来水流量在200 m3/s≤Q≤1000 m3/s范围内时,利用左、右排砂底孔进行泄洪,此时按615 m水位组合方式运行,合理控制库水位下降速度,左、右排砂底孔全开,可泄洪1028 m3/s。

④河源来水流量在1000 m3/s＜Q≤2250 m3/s范围内时,利用左、右排砂底孔及部分中孔进行联合泄流,此时按630 m水位孔口组合运行,左、右底孔各开启1/2即4 m,中孔1#、3#、5#各开启1/4即2.08 m,可渲泄洪水2022 m3/s。

⑤河源来水流量在2000 m3/s＜Q≤2300 m3/s范围内时,利用左、右排砂底孔及部分中孔进行联合泄洪,此时按630 m水位孔口组合方式运行,左底孔开启3/4即6 m,可泄洪563 m3/s；右1、右2底孔各开启1/2即4 m,可泄洪740 m3/s,中孔2#、4#各开启1/2即4.45 m,可泄洪1000 m3/s,共可渲泄洪水2303 m3/s。

⑥河源来水流量在2300 m3/s＜Q≤3600 m3/s范围内时,利用左、右排砂底孔及部分中孔进行联合泄洪,此时按630 m水位孔口组合运行,左、右排砂底孔各开启3/4即6 m,中孔1#、3#、5#各开启3/4即6.7 m,共可渲泄洪水3802 m3/s。

⑦河源来水流量在3600 m3/s＜Q≤6040 m3/s范围内时,洪水将达到50 年一遇的设防标准,提前泄空库内存水,将左、右排砂底孔及5 个泄洪中孔全开敞泄。

⑧河源来水流量大于6040 m3/s时,洪水将超过50 年一遇的设防标准,立即报告管理局和宝鸡市防汛指挥部,并保持密切联系,同时迅速将人员和重要物资撤离到安全地带,并立即开启左、右3 个排砂底孔和5 个溢流中孔,在洪峰到来之前提前将水库全部放空,敞泄洪水。

3）超标准洪水防御预案

当3 个排砂底孔和5 个溢流中孔闸门全开敞泄,库水位上升到校核洪水位634.2 m时,证明发生超标准洪水,此时,宝鸡峡引渭灌溉中心加急报告宝鸡市防汛指挥部,启动“防、抢、撤”紧急预案。

5 结语

本文基于宝鸡峡灌区林家村水库工程防洪调度的基本条件和必要性,论述了适应宝鸡峡灌区林家村水库工程实际情况的防洪调度方案,包括防洪调度的任务和原则、调度方案、非蓄库情况下的防汛渡汛方案、蓄库情况下的防汛渡汛预案、超标准洪水防御预案等。结果表明宝鸡峡灌区林家村水库防洪调度方案可以满足工程防洪调度的要求,研究成果对相似工程具有一定的参考价值。