林大亮

(苍南县吴家园水库管理所，浙江 苍南 325801)

1 水库概况

吴家园水库位于苍南县藻溪镇吴家园村，在藻溪的西溪支流上，距藻溪镇约2km。吴家园水库总库容2164 万m3，是一座以防洪、供水为主，兼顾灌溉、发电等综合利用的中型水库。防洪保护下游藻溪镇等乡镇共约30万人口的生命财产安全和2000.00hm2农田以及沈海高速G15等基础设施的安全；还承担了下游乡镇居民生活及农田灌溉用水，95%供水保证率下供水量为61862m3/d；灌溉农田面积1666.67hm2；电站装机容量2×200kW，年发电量92万kW·h。吴家园水库在保证下游藻溪等乡镇防洪安全和促进经济社会发展中具有重要作用。

2 水库控制运用情况

2.1 调度运行简况

根据统计，流域多年平均降水量1946.9mm，多年平均径流量4313.4万m3。多年平均径流深1321.8mm，径流系数0.679，坝址处多年平均径流1.368m3/s。1990年年入库径流量最大，为8336.2万m3，年降雨量3366.1mm。1986年年入库径流量最小，为2220.1万m3，年降雨量1215.9mm。根据现有水位记录资料，水库历史最高水位发生时间为2016年9月29日，库水位45.88m，最低水位发生时间为2004年1月28日-1月31日，库水位23.65m。在2007年超强台风“韦伯”期间，吴家园水库台前处于低水位运行，接近空库起调，共拦蓄洪水量1280万m3，最高水位达42.40m，对减轻下游防洪压力起到积极作用。2020年吴家园水库最高水位为32.48m，最低水位为27.17m。

2.2 水雨情监测及洪水预报调度

水库设有水、雨情自动测报系统两套，运行正常。多年来水库洪水调度根据水库水位及降雨量，结合水库控运计划，由苍南县水利局统一调度。吴家园水库位于苍南县藻溪镇吴家园村，距县城12km，距下游藻溪镇约2km。目前有藻灵公路从大坝下游经过，并有三级公路直通坝址。大坝现状上坝道路结合下游坝坡马道布置，上坝道路长340m，宽6m，可满足水库管理和抗汛抢险要求。水库日常运行管理由吴家园水库管理所负责，对外通讯主要靠固定电话和移动电话和1 台型号为LeSatF1卫星移动电话，通讯状况良好。水库设有100kVA三相变压器一台，75kW和30kW备用柴油发电机组各一台。

2.3 工程安全监测、监视系统

工程安全监测的主要监测项目有坝体表面变形观测、上下游水位观测、坝体渗流监测、绕坝渗流监测、防渗墙应力与应变及测斜观测、水情自动测报等项目。表面变形观测：采用视准线法，大坝共设置6条视准线，分5个观测横断面埋设测点，即每个高程布置5个测点，共计30个测点，用以监测大坝表部的垂直和水平位移。每条视准线在两岸基岩上各布置一个工作基点和校核基点，并在两岸各设一个水准基点。上下游水位观测：在溢洪道进水渠前适当位置设自记水位仪一套，另在拦河坝右岸前方适当位置设立柱式水尺一套进行上游水位观测。

坝体渗流观测：选取3个断面作为观测断面(坝0+057.00、坝0+112.00和坝0+165.00)，各观测断面分别在坝上0+001.90、坝下0+002.10 和坝下0+024.645 位置不同高程处埋设共计21只渗压计。绕坝渗流观测：在大坝两岸分别设置了6根测压管，测压管内布置渗压计，用以进行绕坝渗流观测。防渗墙应力、应变及测斜观测：选取3个断面为观测断面，在每个断面的合适位置设应变计和无应力计，设应变计66只，无应力计15只。水情自动测报：在水库管理房处设置雨量站，进行水情自动预报。仪器设备自2009年4月开始安装以来，经过10年多施工期、运行期监测，部分仪器损毁失效，总埋设安装仪器数量168，目前完好数量为138，完好率达82.1%。目前测量仪器的数量、精度满足规范要求。

3 汛期调度原则

1)梅汛期起调水位为42.50m，台汛期起调水位为38.50m。

2)当库水位超过44.50m(梅汛期)或40.49m(台汛期)，低于46.45m 时，水库与区间洪水实行错峰补偿调节。当水库与丁步头区间来水之和小于360m/s(相应水位7.42m)时，水库按照入库流量下泄。当水库与丁步头区间来水之和>360m3/s 时，水库实行补偿调节，控制丁步头断面流量不超过360m3/s(相应水位7.42m)；当丁步头区间来水>360m3/s 时，水库关闸不泄洪。

3)当库水位超过防洪高水位46.45m，水库转为保坝为主，泄洪洞和溢洪道闸门逐渐开启直至完全开启，在洪峰来临前控制下泄流量不超过入库流量。

4)洪峰过后，根据天气预报和下游河道水位变化情况适时调节闸门开度，及时将库水位回落至相应的汛限水位。

4 兴利调度计划

4.1 入库径流

根据吴家园水库径流系列1961年-2020年共60年径流资料，多年平均径流量4314.4万m3。多年平均径流深1321.8mm，径流系数67.89%，坝址处多年平均径流1.368m3/s。

4.2 用水需求

吴家园水库是一座以防洪、供水为主，兼顾灌溉和发电等综合利用的中型水库，在95%供水保证率下，优先保证生活供水，压缩生态供水，停止灌溉用水、发电用水。根据《苍南县给排水专项规划修编(2019-2035)》，江南垟片的规划供水水源为吴家园水库及挺南水库，供水规模合计10万m3/d，近期能满足江南垟片各乡镇用水要求，远期可将桥墩水库水源与吴家远水库联通，实现原水互备。吴家园水库及挺南水库的供水范围主要为藻溪镇(3万人)及江南垟片部分乡镇，包括钱库镇(13万人)、宜山镇(5万人)、金乡镇(9万人)、大渔镇(1万人)、炎亭镇(1万人)等，供水人口合计约32万。本次需水量分析采用人均综合用水量指标法，用水指标主要根据《城市给水工程规划规范》、《镇(乡)村给水工程规划规范》进行取值，在95%供水保证率下，本次取185L/(人·d)。吴家园水库供水范围的生活供水为32万人×0.185m3/(人·d)=5.92万m3/d。平水年情况下，生态供水为6000-8000m3/d。在95%供水保证率下，生态供水压缩为0.3 万m3/d。由以上分析可得，在95%供水保证率下，乡镇居民生活供水及生态供水的总量为6.22 万m3/d，供水不足部分由挺南水库等其他水源进行补充。

4.3 兴利特征水位

吴家园水库梅汛期和非汛期兴利上限水位为正常蓄水位44.50m，台汛期兴利上限水位为水库汛限水位40.49m。抗旱保证水位：根据《温州市防汛防台抗旱应急预案》(温委办发〔2011〕100 号)，7月-10月吴家园水库应预留抗旱库容800 万m3，对应库水位34.51m。发电死水位：23.37m。

5 兴利调节计算及调度计划

5.1 兴利调节计算方法

吴家园水库平均多年径流量为4314.4 万m3，年径流变化及径流年内分配很不均匀，统计多年径流资料，结合水库调节性能，吴家园水库一般3-6月份为蓄水期，11月—次年2月末为供水期。吴家园水库的供水保证率采用95%。根据国民经济各有关部门的用水要求，利用水库重新分配天然流量所进行的计算为径流调节计算。径流调节的基本原理为水量平衡原理。计算时段的水库水量平衡方程为：

W末=W初+W入-W出

(1)

式中：W末为时段末水库蓄水量；W初为时段初水库蓄水量；W入为计算时段入库水量；W出为计算时段出库流量，包括向各用水部门提供的水量、弃水量及水库水量损失等。

根据以上的计算原理，根据吴家园水库的实际情况，计算方法采用典型年法调算。

5.2 兴利调节计算

根据水库来水、水库供水对象的需水量及水库水量损失等，以各设计典型年的径流分配过程为水库来水过程，各用水部门综合需水量过程及水库水量损失为用水过程，根据水量平衡方程按逆时序逐段(月、旬)调节计算水量的余与缺、水库的回蓄量、供水量及各时段末的库水位。

5.3 兴利调度计划

根据各设计典型枯水年调节计算成果，以时间为横坐标、库水位为纵坐标，点绘各设计典型枯水年的调度过程线，至少可得到三条调度过程线。再将各条调度线各时段的最大纵坐标值连接起来，便可得到上包线，也称为防破坏线。同样，将各调度线各时段的最小纵坐标值点连接起来，便可得到下包线，此线表示为保证水库正常供水所需要的最低蓄水线，也称为限制供水线。采用上述调节计算方法，用水量改为只包括生活及重要工业等用水部门，演算的起始水位选用兴利下限水位23.37m。取三条调度过程线的下包线作为保证水位线。根据水库设计典型枯水年月(旬)末水库水位上下包线，结合水库的防洪、灌溉、供水、发电、抗旱等多方需求及多年来的运行经验，经优化调整，拟定防破坏线、限制供水线，水库兴利调度各月末控制水位图表见表1、图1。

表1 吴家园水库兴利调度控制线(月末)

图1 吴家园水库兴利调度图

吴家园水库以防洪、供水为主，兼顾灌溉、发电。下游用水主要为城镇居民生活用水、农业灌溉，基本无工业用水。综合水库用水特性和主管部门兴利调度相关文件要求，结合水库兴利调度线，将水库兴利上限水位和兴利下限水位之间的区域划分为4 个分区：加大供水区、正常供水区、限制供水区、城镇生活供水区，兴利上限水位以上为防洪区。

水库兴利调度计划拟定如下：①防洪区：水库按照防洪要求进行调度；同时加大下游城镇生活日供水量，电站按装机容量发电。②加大供水区(加大供水)：加大下游城镇生活日供水量，暂定10 万m3/d；农业灌溉按需水量供水，电站按装机容量发电，可视水库来水量，加大对下游河道补水。③正常供水区：城镇生活供水量6.22 万m3/d，生态基流0.8 万m3/d，农业灌溉按需水量供水，电站按装机容量发电。④限制供水区(限制灌溉、发电)：优先保证城镇生活供水、生态需水，适当压缩农业灌溉和发电用水。具体调度如下：当34.51m(库容800 万m3)>库水位≥32.65m(库容650 万m3)时，优先保证城镇生活供水量、生态基流，压缩农业灌溉供水，每日总供水量应小于8 万m3。当32.65m>库水位≥27.55m(库容300 万m3)时，优先保证城镇生活供水量、生态基流，大幅压缩农业灌溉供水，每日总供水量应<6 万m3。当27.55m>库水位时，停止向江南平原供水，保证藻溪供水和大坝养护需要。⑤城镇生活供水区(停止灌溉、发电)：压缩藻溪供水，减少生态基流，停止灌溉和发电供水。当遇旱情时，库水位低于抗旱库容对应的库水位(34.51m)时，其供水调度权限归温州市水利局，在温州市水利局授权范围内，苍南县水利局可以对吴家园水库进行供水调度。

6 兴利调度建议

在计划用水、节约用水的基础上，贯彻“一水多用”的原则，提高水的重复利用率。在实时调度中，为充分发挥水库的调度作用，获得尽可能大的综合利用效益，应根据当时的库水位和前期来水情况，参照调度图和水文气象预报，合理调整调度计划。当遇到特殊干旱年，水库水位已落于限制供水区时，应根据当时具体情况结合上述兴利调度计划适当核减供水量，按照先生活后生产的原则，重新调整各用水部门的用水量。对年度(或季度、月)兴利调度情况及时进行总结，为后续的调度运行管理积累宝贵的经验，提出切实可行的改进意见或建议。

7 安全度汛措施

吴家园水库调度严格按水库调度规程进行水库调度运用，建立了有效的信息沟通和调度磋商机制。当遇正常运行情况，低于正常水位和发生小于设计标准的洪水时，由水库管理所和苍南县水利局进行信息沟通和磋商调度，遇水位在正常蓄水位以上或发生超标准洪水时，由苍南县水利局与相关单位进行信息沟通和磋商调度。吴家园水库严格执行上级调度令，建立调度值班制度、巡视检查制度和安全监测制度、水情预报、运行维护制度等。

8 结 语

吴家园水库为中型水库，是苍南县重要的防洪、供水工程，为指导水库管理单位对水库进行科学的控制运用，确保水库运行安全，充分发挥水库综合效益，编制本计划是十分必要的。