黃石水庫科學調度運用的思考

郭立平 官衛明 莊大平

（桃源縣黃石水庫管理處常德市415700）

黃石水庫及灌區位于湖南省桃源縣的西北部，水庫集雨面積552 km2，多年平均徑流量5.59億m3，總庫容6.02億m3，正常蓄水位90.0 m，正常庫容4.58億m3，興利庫容2.68億m3，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發電、養殖等綜合利用的大（II）型水利工程，是湖南省大型灌區之一，設計灌溉面積2.5萬hm2（37.5萬畝），灌區屬丘陵地帶，區內總土地面積11.2萬hm2（168萬畝），約占全縣25%，耕地3.05萬hm2（45.8萬畝），約占全縣36%，據近3年平均值統計，全灌區年糧食總產達2.5億kg，是桃源縣重要糧食生產基地。

由于地處典型的東亞季風副熱帶氣候區，四季分明，是洪、澇、旱災害頻發地區，特別是洪澇災害帶有突發性、多變性、連續性、并發性等特點，從年內降雨分布情況看，雨水主要集中在4～6月，但時空分配不均，9月也時有秋汛出現，氣候變化復雜，防汛任務繁重，水庫控制運用工作在不同惡劣氣候環境下，應具有一定的應變能力。

水庫控制運用工作關系到水庫工程管理單位經濟效益，關系到灌區的國民經濟發展和社會穩定。做好水庫控制運用工作，要始終遵循：興利效益服從防洪效益，局部利益服從全局利益，眼前利益服從長遠利益的原則。水庫管理單位必須嚴格執行批準的控制運用計劃，根據本地的氣候特征，適時做好水庫調度工作，嚴格水庫調度程序，做好這一工作關鍵在于做好水庫防洪調度與水庫興利調度工作。

1 水庫防洪調度

水庫防洪調度是一門依據洪水規律，研究并采用各種對策和措施，預防和減輕洪災損失的學問，它包含工程措施和非工程措施。水庫調度人員的經驗和業務素質，決策者的意向是水庫防洪調度不可取代的寶貴的信息資源，在實時調度決策中必須做到有章可循，方能臨危不亂。

黃石水庫在防洪調度中，水庫的作用有：一是水庫的滯洪作用。將超過下游安全泄量的洪水臨時滯蓄在水庫中，當洪水減少時，再將蓄留的洪水在下游安全泄量內進行泄洪，騰空庫容，迎接下一場洪水。滯洪只能起削峰作用，不能減少洪水總量，單純防洪水庫的作用就是滯洪；二是水庫的蓄洪作用。汛期將洪水蓄積在水庫中，供汛期結束后興利之用，防洪與興利結合的水庫適合這樣的運行；三是水庫的錯峰作用。當下游區間和支流來大洪水時，可利用上游水庫臨時控制下泄流量，使干流洪水不與支流或區間洪水遭遇，使洪峰錯開。

從工程上下游防洪安全角度出發，各水庫都應實施防洪預報，擬定一些可供選擇的多種水庫防洪調度的蓄洪方案，在確保水庫安全的情況下，選擇一個滿意的調度方案指導防洪調度。擬定方案時要考慮工程約束條件，如：批準的控制運用計劃，水庫起調水位，下游安全泄量，工程的薄弱環節，氣象預報的準確性等，因而，在防洪調度中根據不同時期的水、雨、工情及氣候特征，要適時做好洪水調度，在實際工作中要著重做好以下幾項工作：

（1）編制年度控制運用計劃：年初，以當地氣象部門長期預報為依據，科學地編制年度控制運用計劃，對流域的水文氣象、徑流情況進行分月預測，并以本地氣候特征、水庫電力生產、灌區農作物需水和居民生活用水特點，進行逐月供需的水量平衡分析計算與計劃，控制運用庫水位在汛限水位以下運行，為防止發生秋旱和保證次年的春灌，在汛末期還預蓄適當的水量，確保灌區農業生產和生活用水。

（2）水庫調度人員在洪水期間，根據水庫工程及下游防護區的設計標準、安全泄量等情況，進行洪水預報、分析、制定調度方案工作，選定洪水預報、調度方式及調度原則。在實施水庫防洪調度時，計算在不同起調水位的各種頻率出現最高洪水位，按選定的汛限水位計算調洪成果，明確下游允許通過的最大組合流量。在預報洪水時，預報出達到或超過汛限水位和最大洪峰流量的時間；對于超標準洪水預報指明洪水預報方案可參考程度和意義，預測失事可能造成的后果，及時提供給上級防指，做好決策者的參謀。

（3）根據降雨（含前期影響雨量）、徑流、洪峰流量、水庫起調水位等相關資料制作“洪水預報簡圖”。“洪水預報簡圖”制作后，能使工程對不同頻率洪水有明確的預見性。在已知起調水位，前期影響雨量的條件下，能比較準確地預報出不同頻率出現的最高洪水位、洪峰流量、最大下泄流量等數據。具體操作步驟如下：

●密切注意各種氣象預報，根據預報確定可能給水庫帶來影響的次降雨量。

●根據預報雨量、前期影響雨量查“洪水預報圖”，得出不同量級降雨量情況下的水庫入庫水量、入庫最大洪峰流量、最高洪水位、水庫最大下泄洪量及可能出現的時間，提供給決策者和有關領導，包括水庫上、下游的有關部門。

（4）利用洪水預報系統將歷史上出現比較典型且不同量級的降雨過程輸入電腦，對相似的降雨過程進行模擬預報，并結合當前的水庫起調水位模擬出不同的調度方案，為抗擊洪水提供可靠的參考資料。

（5）對水庫調度資料與調度經驗進行積累匯編，對歷史上發生過的洪水水文資料，進行系統統計匯編，對歷次抗洪中調度資料進行匯集，年度洪水調度工作及時進行總結。總結包括對每場降水過程、降水量特征值、洪水總量、洪峰洪量、起調水位、最高洪水位、洪水起調時間、本次洪水調度工作中的經驗、存在問題的說明等。

（6）在非汛期中，對水工建筑物、機電設備、水情測報系統進行維護、保養工作。汛后組織有關人員進行檢查，對易損部件定期檢查、定期更換，特別是泄洪設施檢查嚴格把關，定期保養，重要部位要配備備用電源，并對備用電源進行常規性的維護保養，定期試車，特別對啟動設施進行特殊保養，在防汛物資儲備上也要按照國家儲備標準進行物資儲備，及時更新。

2 水庫興利調度

水庫興利調度原則是保證水庫在安全度汛的前提下，利用水庫的蓄水能力重新分配天然來水量，使之符合興利部門的用水要求，充分發揮水庫的綜合利用效益。根據運用期間的實際情況分析水庫天然來水量和興利水量，及其平衡關系，作好興利調度計算，然后在此基礎上選定水庫運用的各個特征水位和蓄、供水方式，繪制水庫調度圖。對興利庫容進行合理的控制運用，黃石水庫在興利調度中要著重做好以下幾項工作：

（1）做好水庫控制運用計劃編制工作，制作“興利調度圖”。“興利調度圖”制作的灌溉保證率是根據設計要求，對水庫徑流資料進行排頻計算，算出水庫設計灌溉保證率的徑流量，選擇典型年，典型年是按水利年度計算，且接近水庫原設計保證率。需水量結合當前灌區工農業生產、居民生活用水的實際情況，確定各月供水量。

（2）適時做好水庫調度工作。黃石水庫的興利調度是根據本地氣候特征，雨洪規律，灌區歷年來工農業生產和居民生活的需水特點和農作物生長規律，合理安排灌區需水的預計時間，有效地利用汛期的蓄水量，提高水庫供水、灌溉保證率。因氣象部門預報精度不可能滿足水庫調度的實際工作需要，對出現復雜多變異常的氣候，水庫還及時適時地調整了運用計劃。

（3）做好年度供水平衡。黃石水庫流域及灌區氣候變化復雜，降雨時空且分配不均，農業灌溉用水有比較明顯的季節性，在調度過程中我們掌握了農作物對不同時期的需水。黃石灌區以水稻種植為主，在實際工作中以水稻生長規律來確定不同時期的供水量，春灌和夏灌用水是灌區需水高峰期，考慮春灌用水時，在上年度底水庫按照調度圖蓄足水量，來滿足來年春季用水，夏季用水按灌區干旱時灌區的需水量來考慮，若前期降雨不足就把握住入梅時間及早稻擱田期間的水庫回蓄，在此其間水庫減少放水量直至電廠停機蓄水，出梅以后，水庫及時補充渠道水量，及時向農業部門了解本年度雙季用水高峰時間，雙季生產過后，再根據灌區需水量進行供水。在水庫興利實際調度運用中，應視氣候變化情況和灌區不同時期需水量，做好水庫興利調度。

（4）做好水庫優化調度，提高經濟效益。黃石水庫興利調度中的優化調度，其實質是提高單位發電量，達到提高經濟效益的目的。做好黃石水庫的優化調度，首先，要保證水庫安全，滿足灌區用水的需要；其次，要對灌區需水特點有充分的了解，及時了解天氣變化、發展動態，對汛后期（一般在9月20日后）還要做好攔蓄洪水尾巴的工作，蓄足非灌溉期的下游河道環境用水；再次，優化調度工作中，還要解決汛期中介過渡階段的理論和實際工作結合問題，因為“汛期”始終是個模糊的概念，要解決這一理論上的問題，必須依據多年的歷史資料（水、雨、工情）進行綜合分析，用數理統計方法分析中介過渡理論的存在。從目前的情況看，黃石水庫流域及灌區從汛期向非汛期的轉變過程均是一個漸變過程。