水府廟水庫興利與防洪調(diào)度

賀科秀

（深圳市水務(wù)技術(shù)服務(wù)有限公司 深圳市 518036）

水府廟水庫是湖南省19座大型水庫之一，位于湘江一級支流漣水中游。1958年9月開工，1959年大壩建成，1960年7月水庫蓄水，同年9月第1臺機投產(chǎn)發(fā)電，1963年2月船閘竣工?？刂萍娣e3 160 km2，占漣水流域面積的44%。流域多年平均雨量1 367.6 mm，一般集中在4～6月，占全年雨量的44.3%。壩址多年平均流量68.5 m3/s，多年平均徑流量21.6億m3，死水位85.5 m，有效庫容2.6億m3，屬不完全年調(diào)節(jié)水庫。

1 基本情況

水庫以灌溉為主，兼顧發(fā)電、防洪、航運、養(yǎng)殖等綜合利用效益，下游18 km建有洋潭壩引水樞紐。1966年6月韶山灌區(qū)通水后，引用44.5 m3/s流量灌溉百萬畝農(nóng)田，為韶山灌區(qū)的源頭。

電站原設(shè)計多年平均發(fā)電量和保證出力分別為1.09億kW·h，5 350 kW。經(jīng)復(fù)核，由于設(shè)計徑流量偏大，尾水位抬高，下游灌溉用水量增加，加大了補償調(diào)節(jié)流量等原因，分別減少到0.886億kW·h，4 700 kW。

2 降雨徑流分析

水庫流域?qū)儆诟睙釒夂?，春溫秋燥，春夏雨水較多，秋冬雨水較少。流域多年平均降雨量1 367.6 mm，雨水趨向自西南向東北逐漸減少，流域多年平均降水量等值線見附表。

本流域?qū)偕较院恿?，洪水暴漲陡落，來勢兇猛，峰高量大，匯流時間一般在降雨停留后一個時段，可出現(xiàn)洪峰。建庫后實測一、三、五日，最大洪量分別為2.93，4.53，6.30 億 m3， 分別是有效庫容的 1.12、1.74 和2.42倍。流域出現(xiàn)的洪水多為單峰型，雙峰型或多峰型較少，分別占10%與20%左右。洪水消退規(guī)律一般為3～5天，如洪峰集中者，1天左右可以消退完畢。雙峰型洪水的第二次洪峰間隔時間一般為1～2天。

附表 流域多年平均降水量等值線

3 灌溉

1965年7 月動工修建配套工程——韶山灌區(qū)，灌溉進(jìn)水閘的引水樞紐位于水府廟水庫樞紐下游18 km處的湘潭洋潭。渠道工程分總干渠，南北干渠。其中北干渠又分左右兩干渠。其中左干渠接韶山分渠，總長239.75 km，在正常引水位66.5 m時，進(jìn)水閘通過流量設(shè)計為44.5 m3/s，灌溉湘鄉(xiāng)、寧鄉(xiāng)、湘潭、望城、長沙、雙峰等縣（市）近百萬畝農(nóng)田。在灌區(qū)投入運行時，原雙季稻播種面積僅占農(nóng)田面積的25%，現(xiàn)在幾乎全部種上了雙季稻。部分旱土也得到了灌溉，基本上做到了旱澇保收。

灌溉期4～10月中旬，4～6月因來水較豐，一般能夠滿足灌溉要求。灌溉供水期從7月～10月中旬。此區(qū)要求發(fā)電服從灌溉，按韶山灌區(qū)渠首設(shè)計最大流量，即7～8月45m3/s，9月40m3/s，10月35m3/s，根據(jù)側(cè)水來水進(jìn)行補償調(diào)節(jié)，并采取節(jié)水保水措施，力爭達(dá)到設(shè)計灌溉保證率90%的目標(biāo)。

4 防洪與現(xiàn)狀

水府廟水庫洪水調(diào)節(jié)的任務(wù)是在各種頻率洪水所相應(yīng)的水庫允許超高水位的條件下，研究適當(dāng)?shù)暮樗{(diào)節(jié)方式，降低最大的下泄流量，并保證樞紐大壩安全。防洪調(diào)度是在洪水到來之前，運用短期水文氣象預(yù)報，根據(jù)水庫水情，提前預(yù)泄，騰空部分庫容，當(dāng)洪水到來時，截住洪峰。考慮湘鄉(xiāng)允許安全泄流補償調(diào)節(jié)，適當(dāng)關(guān)閘與側(cè)水錯峰，減少下游的洪水危害。建庫50年以來，水庫水文工作者做了很大的努力，收集整編水文資料，不斷改進(jìn)修正洪水單位線和預(yù)報方法。短期水文預(yù)報已有較高的水平，只要通訊不中斷，預(yù)報精度是有保障的，應(yīng)用于水庫調(diào)度較有把握。目前洪水預(yù)報調(diào)度只能依靠短期水文預(yù)報，參考短期天氣預(yù)報，興利預(yù)報調(diào)度因不涉及防洪安全問題，則在進(jìn)行分析比較后適當(dāng)考慮氣象預(yù)報。

（1）水庫在2000年已完善了水情遙測系統(tǒng)，系統(tǒng)具有雨水情信息自動采集，修改，存儲和查詢功能。不僅有數(shù)據(jù)的列表查詢，還有圖形方式表現(xiàn)的水庫上下游水位、隨時間變化的出入庫流量。加強了水庫調(diào)度人員及管理員對水情的即時掌控，為洪水預(yù)報和決策提供了可靠的支持平臺。

（2）實時交互式洪水預(yù)報及調(diào)度系統(tǒng)。該項目由大連理工大學(xué)于2000年建設(shè)，系統(tǒng)提供了預(yù)報降雨開始時間設(shè)置，時段降雨錄入，初始值計算，適時降雨預(yù)報，預(yù)報降雨產(chǎn)生的洪水總量等主要功能。將降雨量、入庫流量、預(yù)報流量以圖形的方式顯示出來。還提供了按任意時段泄洪量或交互啟閉泄流量設(shè)備的任一組合，推求出水庫適時預(yù)報調(diào)度方案。具有操作簡明，生成調(diào)度方案快速，可根據(jù)實際水情適時調(diào)整等特點。

5 關(guān)于洪水資源利用的思考和建議

水是人民生活和社會生產(chǎn)不可缺少的自然資源和經(jīng)濟(jì)資源，是國家重要的戰(zhàn)略資源，在保障社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中具有不可替代的作用。在保證水庫及上下游安全的前提下，盡量做到使防洪和興利在庫容分配上結(jié)合起來，加強水庫調(diào)度，最大限度地減少洪水期棄水，是提高水庫的綜合效益，充分利用水資源的主要措施。

（1）汛限水位的認(rèn)識和定義。水府廟水庫因受上游淹沒限制，設(shè)計時未留防洪庫容。只能利用正常高水位以上庫容滯洪調(diào)蓄消減部分洪峰。湖南省防汛指揮部考慮防洪安全，于1995年重新規(guī)定水府廟水庫汛限水位：4～6月92 m，7～9月94 m，經(jīng)過10年運行后，2005年湖南省防汛指揮部根據(jù)實際情況，重新核定水府廟水庫汛限水位：4～6月93 m，7～9月94 m。汛限水位是指水庫汛期允許興利蓄水的上限水位，也是汛期水庫防洪調(diào)度的起調(diào)水位，它與防洪高水位之間的庫容稱為防洪庫容。汛期水位是防洪時的起調(diào)水位，并不是水庫汛期防洪蓄水不能超過的水位。一場洪水過后，水庫為了保護(hù)下游防洪安全，一般攔洪攔蓄在庫內(nèi)，從理論上，庫水位應(yīng)從汛限水位開始上漲，上漲的幅度視入庫洪水的大小而不同，一場洪水過后，為了防止汛期下一場洪水的發(fā)生，水庫應(yīng)根據(jù)下游防洪實際情況，及時將庫內(nèi)攔蓄的洪水下泄，將水庫再回落到汛限水位。

（2）水庫的水資源主要來源是降水，雖然一般年景雨水豐沛，但因時空分布極為不均，“水多水少”的問題十分突出。如2003年先澇后旱，5月份發(fā)生30年一遇的大洪水，6月下旬以后，出現(xiàn)高溫少雨天氣。旱情、災(zāi)情為50年罕見。8月28日8時，水庫水位低于死水位0.47 m，下游灌區(qū)，上游庫區(qū)用水矛盾十分突出。河流的水文特性，受到地球和大氣運行規(guī)律的制約，除少數(shù)情況外，年內(nèi)都有洪水期和枯水期之分，但是洪、枯水期的劃分并不是那么一成不變的，從防洪方面來考慮，往往要在汛期內(nèi)盡量多留出庫容迎接可能遲發(fā)的洪水，故規(guī)定允許蓄水時間較晚，如遇到枯水期提前，則所有防洪庫容就蓄不上水，不能滿足興利要求。水府廟水庫六月份是主汛期雨季結(jié)束臨界期，也是興利與防洪矛盾突出的月份，因此6月份及以后發(fā)生的洪水，如中長期預(yù)報沒有后期洪水的情況下，應(yīng)考慮蓄水為主，攔截洪水尾部至正常水位，以保證后期的灌溉和興利要求；4～6月份如一場洪水后中長期預(yù)報來水有保障，洪水間隔時期較長，能保障防洪安全的前提下，可考慮適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險調(diào)度，攔截洪水尾部至汛限水位以上，在下次洪水到來之前，利用加大出力將庫水位消落至汛限水位，最大限度地重復(fù)利用防洪庫容；如短期預(yù)報有較大洪水，在洪水到來之前，通過加大出力和預(yù)泄騰庫迎峰，在洪水到來之前將水位降至汛限水位以下；根據(jù)氣象部門雨季結(jié)束預(yù)報，當(dāng)汛末最后一場洪水的洪峰過后，及時攔截洪水尾部，回充至正常水位。通過以上這些措施減少棄水，重復(fù)利用防洪庫容，充分利用水資源。因此需要，在限制洪水危害范圍和程度的同時，加快氣象、水文預(yù)報系統(tǒng)的建設(shè)。提高中長期水情預(yù)見期和預(yù)報精度。同時需要有關(guān)部門和水庫管理者積極協(xié)調(diào)配合，科學(xué)、民主、靈活地制定防洪標(biāo)準(zhǔn)，防御洪水方案。

1 程殿龍，尚全民，等.以科學(xué)精神和積極態(tài)度對待洪水資源化[J].中國水利,2004，（15）：25-27.

2 吉林防辦.洪水資源化的實踐[J].中國防汛抗旱，2004，（1）：22-24.

3 劉國平.對水庫汛限水位及防洪庫容的理解和認(rèn)識[J].防汛和抗旱，2001，1.