清河水庫利用廢棄隧洞開發第二泄洪洞的可行性

楊明

（遼寧省清河水庫管理局，遼寧 鐵嶺112003）

1 基本情況

清河水庫位于鐵嶺市清河區境內，遼河左岸支流清河偏下游處。是一座以防洪、灌溉、工業供水為主，兼養魚、旅游等綜合利用多年調節的大型水利樞紐工程。水庫已安全運行了48年，年均為國民經濟生產提供水量3.0億m3，呈調蓄1964，1975，1985，1995和 2005年等特大洪水，取得了顯著的經濟效益和巨大的社會效益。

水庫壩址以上控制流域面積2376km2，主體工程按1000年一遇洪水設計，萬年一遇洪水校核，總庫容9.71億m3。原主汛期限制水位127.00m，通過漫壩風險分析的研究，現主汛期限制水位為129.00m，正常高水位131.00m。搬遷水位（134.80m）按50年一遇洪水設計；淹沒水位（134.60m）按20年一遇洪水設計。

泄洪設施由一個6孔溢洪道和泄洪洞（位于攔河壩左側）組成，其中溢洪道最大泄量4210m3/s，泄洪洞允許最大泄量300m3/s。

2 問題的提出

1995年7月下旬，遼河干流普降暴雨和特大暴雨，清河流域中、上游發生了100年一遇標準洪水，暴雨范圍廣、強度大，溢洪道實現了建庫35年以來的首次泄洪。洪水過后，工程技術人員以本次洪水為典型進行了頻率放大計算，并依據現行泄流方式進行了調洪計算，結果校核洪水位平壩頂工程，這說明“9571”洪水較之1953年原設計典型洪水更加惡劣，嚴重威脅水利樞紐工程和下游堤防安全。在主汛期限制水位和泄流方式不變的前提下，解決這一問題的唯一辦法就是尋求第二泄洪工程。

原清河發電廠火力發電機組冷卻采用以水庫為冷卻池的大循環冷卻系統，主要由5km的回水明渠、回水泵房以及直徑4.0m、長760m的回水隧洞（位于攔河壩右側）組成。電廠從水庫取水，冷卻機組后，經回水明渠、回水泵房升壓后通過回水隧洞返回水庫。2005年，清河發電廠進行了大規模的節水改造工程，將供水方式改造為廠內冷卻塔二次冷卻循環供水系統。此種冷卻水循環方式導致清河發電廠原有的回水泵房、回水隧洞最終停止使用，為清河水庫開發第二泄洪洞創造了必要條件。但第二泄洪洞能否達到在不同頻率洪水下的調蓄效果，是本次研究的重點。

3 水庫現行泄流方式

水庫現行泄流方式是根據 “清河水庫防洪預報調度方式模糊優選與應用”的研究成果，于1999年報省防批準的，在水庫調度史上首次采用水位和凈雨2種指標控制，從而大大增長預見期，為上級領導決策爭取寶貴時間，泄流方式為：

（1）庫水位低于 133.9m，泄洪洞放 300m3/s，有錯峰任務時關閘錯峰；

（2）庫水位達133.9m，或水庫上游平均凈雨達200mm時，泄洪洞放300m3/s，溢洪道開2孔；

（3）庫水位達134.4m，或水庫上游平均凈雨達230mm時，泄洪洞放300m3/s，溢洪道開4孔；

（4）庫水位達到134.8m，或水庫上游平均凈雨達320mm時，或預報出現1000年洪峰（10100 m3/s），泄洪洞放300m3/s，溢洪道6孔全開。

4 第二泄洪洞參與泄洪后的調洪結果比較

起調水位采用現行的主汛期限制水位129.00m，按第二泄洪洞分別承擔100，200和300m3/s的泄流量進行調洪計算，各頻率設計洪水的調洪結果及原洪水位列于表1。

表1 各頻率設計洪水的調洪結果

從表1數據可以看出，隨著第二泄洪洞泄流量的增加，各頻率設計洪水調洪水位較現運用洪水位均有所降低，最大降幅1.87m，出現在20年一遇設計洪水；最小降幅0.11m，出現在10000年一遇設計洪水，說明第二泄洪洞對頻率較高的設計洪水影響較小，對頻率較低的設計洪水影響較大。

從100年設計洪水調洪結果看，當第二泄洪洞泄流量超過200m3/s時，溢洪道僅開啟4孔，而現運用情況下需開啟6孔。從50年一遇設計洪水調洪結果看，溢洪道只開啟2孔，并且最高洪水位均低于搬遷水位，而現運用情況下需開啟4孔。從20年一遇設計洪水調洪結果看，溢洪道不需泄洪，并且最高洪水位均未超過淹沒水位，而現運用情況下需開啟2孔泄洪，減少下泄流量500～1000m3/s，起到了水庫調洪錯峰的重要作用。

不同頻率設計洪水的最高洪水位均高于興利水位131.00m，說明在保證防洪安全的前提下，也保證了興利蓄水，實現防洪與興利的兼顧和統一。

5 結語

根據以上調洪和分析結果確定，第二泄洪洞對1000年以上設計洪水的調蓄作用較小，對100年以下設計洪水的調蓄作用巨大，不但可以降低不同頻率洪水的最高洪水位，而且可以減少溢洪道開孔數量，對下游河道堤防安全和減少上游淹沒范圍都將起到重要的保障作用，減災效果明顯，經濟和社會效益顯著，所以，開發第二泄洪洞非常重要，也非常必要。