水利工程論文-潘家口水庫浮動汛限水位研究.doc

水利工程論文-潘家口水庫浮動汛限水位研究摘要：在潘家口水庫現(xiàn)有的防洪工程設(shè)施的基礎(chǔ)上，依靠防洪非工程措施（潘家口水庫防洪調(diào)度決策支持系統(tǒng)；洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)；洪水預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)；水、雨情遙測系統(tǒng)；天氣監(jiān)測系統(tǒng)；水、雨情自動譯電、查詢系統(tǒng)），在堅(jiān)持五不變原則的基礎(chǔ)上，挖掘潘家口水庫興利庫容，增加水庫蓄水量，以保證枯水年份發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。對潘家口水庫汛期汛限水位216.00浮動至218.00進(jìn)行研究、探討。關(guān)鍵詞：水庫浮動汛限水位研究一、基本情況引灤樞紐所屬潘家口水庫是一座大型砼重力壩，控制灤河流域面積75%，壩長1039，最大壩高107。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為千年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為五千年一遇。死水位180.00，汛限水位216.00，最高蓄水位224.70，其主要作用是攔蓄灤河徑流，實(shí)現(xiàn)跨流域供水，同時(shí)兼顧防洪、航運(yùn)、養(yǎng)殖等。潘家口水庫多年平均徑流量24.5億3，在75%的設(shè)計(jì)保證率下，向天津市供水10.0億3，向河北省供水9.5億3，為一不完全多年調(diào)節(jié)的水庫。該工程1980年機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，1983年開始向天津市供水，1984年開始向河北省唐山市供水，通過近20年的運(yùn)行，在豐水和平水年份通過水庫的調(diào)蓄，供水保證率達(dá)百分之百。在連續(xù)特枯年份1999年和2000年出現(xiàn)嚴(yán)重的供水不足，影響水庫效益的發(fā)揮。二、浮動潘家口水庫汛限水位的必要性1、目前，我國北方地區(qū)水資源短缺不斷加劇，如何利用現(xiàn)有水利工程增加蓄水量已顯日趨重要。潘家口水利樞紐自1980年投入運(yùn)用到1997年累計(jì)棄水144億3，年平均棄水量8.4億3，而1998年2000年平均缺水量8.0億3。2000年潘家口水庫動用死庫容向天津市供水，造成水庫損失較大的經(jīng)濟(jì)效益。2、灤河水量年際及年內(nèi)變化差異大，根據(jù)潘家口水文站1929年以來的水文資料年際最大來水量71億3，最小來水量僅為3.6億3，相差近20倍，而年內(nèi)潘家口水庫70%以上的來水量集中在汛期69月份。3、潘家口水庫興利庫容較小，僅為19.1億3，不能發(fā)揮完全多年調(diào)節(jié)。鑒于此，需研究潘家口水庫抬高汛限水位，增加蓄水量以確?？菟臧l(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。三、浮動潘家口水庫汛限水位的可能性汛限水位為水庫工程在汛期未發(fā)生洪水運(yùn)行水位的上限值，一般在洪水入庫前，水庫水位不得超過此水位。在水庫調(diào)洪運(yùn)用后，必須降至汛限水位。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水庫防洪非工程措施的建設(shè)及洪水預(yù)報(bào)水平的不斷提高，汛限水位將不再是一成不變，在確保工程安全的前提下，可采取預(yù)泄調(diào)度，暫時(shí)超蓄調(diào)度等方法浮動汛限水位。四、依據(jù)防洪非工程措施浮動汛限水位1、潘家口水庫防洪調(diào)度決策支持系統(tǒng)此系統(tǒng)將中長期水文預(yù)報(bào)、短期洪水預(yù)報(bào)、實(shí)時(shí)修正技術(shù)、優(yōu)化調(diào)度理論以及數(shù)據(jù)庫理論相結(jié)合，充分利用所能夠得到的各種信息和臨時(shí)出現(xiàn)的新信息，不斷更新調(diào)度方案，進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度。該系統(tǒng)注重實(shí)際洪水調(diào)度，對各階段的來水進(jìn)行保證率分析，解決潘家口水庫汛前水位控制及洪水期潘家口、大黑汀兩水庫的洪水調(diào)度，進(jìn)行各種洪水調(diào)度方案的風(fēng)險(xiǎn)分析、合理化分析及效益分析，使汛期洪水調(diào)度更加科學(xué)合理。該系統(tǒng)在充分搜集水、雨情信息的情況下，根據(jù)水利工程現(xiàn)狀及人為要求的各種控制條件，自動生成各種調(diào)度方案，并進(jìn)行優(yōu)化和風(fēng)險(xiǎn)分析供防辦人員進(jìn)行決策。2、洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)目前，潘家口水庫已建成新安江二水源模型和新安江三水源模型的洪水預(yù)報(bào)方案，預(yù)報(bào)精度均達(dá)到二級，并分別榮獲海委科技進(jìn)步一等獎和水利部全國水文預(yù)報(bào)競賽優(yōu)秀獎。新安江三水源模型應(yīng)用的基本情況：（1）潘家口水庫實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)系統(tǒng)1）以現(xiàn)有的水文站控制范圍，將流域分成幾塊，其中包括水文站之間的區(qū)間流域。分塊的主要目的在于考慮塊與塊之間因地形、地質(zhì)和下墊面等條件不同而模型參數(shù)的不同。2）對于每一塊再從中細(xì)分若干個單元，以考慮降雨分布不均勻的影響及上下不同單元洪水向下游傳播在匯流時(shí)間和洪水削減不同的影響。3）對于每一單元，應(yīng)用三水源新安江流域模型作降雨、蒸發(fā)、土壤含水量、水源分配和消退以及單元河網(wǎng)、河槽匯流等一系列分析計(jì)算。4）采用幾年歷史資料對于每一塊應(yīng)用該模型來推求其有關(guān)參數(shù)，在調(diào)試達(dá)到一組最佳參數(shù)的條件下，可獲得歷年汛期連續(xù)洪水或場次洪水實(shí)測與計(jì)算的擬合成果。預(yù)報(bào)系統(tǒng)根據(jù)其在數(shù)據(jù)庫中尋找到的有關(guān)信息自動計(jì)算出潘家口水庫入庫洪水預(yù)報(bào)結(jié)果，隨著降雨過程的延續(xù)，不斷的滾動預(yù)報(bào)，直至降雨結(jié)束。（2）洪水預(yù)報(bào)方案預(yù)見期潘家口水庫以上灤河流域的暴雨中心在潘家口李營下板城一帶，潘家口水庫洪水大部分是由柳河、老牛河、瀑河及潘家口庫區(qū)洪水迭加而成。小洪水時(shí)，洪水的預(yù)見期較大，洪峰流量推進(jìn)的速度也較慢。大洪水時(shí)預(yù)見期則較短，洪峰推進(jìn)速度較快。（3）洪水預(yù)報(bào)方案精度根據(jù)實(shí)測歷史洪水資料對預(yù)報(bào)方案的整體精度進(jìn)行評定，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，預(yù)報(bào)的洪峰合格率70%，一日、三日、五日洪量合格率均為88%，峰現(xiàn)誤差12小時(shí)，預(yù)報(bào)精度達(dá)到了部頒水文預(yù)報(bào)規(guī)范中規(guī)定的乙級標(biāo)準(zhǔn)。3、水、雨情遙測系統(tǒng)采集目前，潘家口水庫壩址以上建有雨量站點(diǎn)28個、水文站7個、報(bào)汛站9個