尼爾基豐滿水庫(kù)攔蓄作用分析

尼爾基豐滿水庫(kù)攔蓄作用分析薛梅;馮艷;周炫;孫啟偉【摘要】尼爾基水庫(kù)和豐滿水庫(kù)是松花江流域重要控制性水利工程,2013年，尼爾基水庫(kù)和豐滿水庫(kù)相繼發(fā)生超50年一遇特大洪水.兩座水庫(kù)對(duì)洪水進(jìn)行了有效調(diào)節(jié),充分發(fā)揮了攔洪、削峰、錯(cuò)峰作用，將嫩江中下游洪水削減到10~20年一遇,第二松花江下游洪水削減至不到5年一遇,松花江干流洪水削減到10~20年一遏，有效減輕了下游河段的防洪壓力.【期刊名稱(chēng)】《東北水利水電》【年(卷)，期】2016(034)002【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P31-32,44)【關(guān)鍵詞】松花江流域;尼爾基水庫(kù);豐滿水庫(kù);攔蓄作用【作者】薛梅;馮艷;周炫;孫啟偉【作者單位】水利部松遼水利委員會(huì)，吉林長(zhǎng)春130021;水利部松遼水利委員會(huì)，吉林長(zhǎng)春130021;水利部松遼水利委員會(huì)，吉林長(zhǎng)春130021;水利部松遼水利委員會(huì),吉林長(zhǎng)春130021【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類(lèi)】TV12尼爾基水利樞紐［1］位于黑龍江省與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界的嫩江干流中上游，壩址位于阿彥淺水文站下游32km處，壩址以上流域集水面積66382km2，占嫩江流域的22.35%，多年平均徑流量104.7億m3，占嫩江流域的45.7%。尼爾基水庫(kù)是以防洪、工農(nóng)業(yè)供水、結(jié)合發(fā)電、兼顧航運(yùn)及改善水環(huán)境，并為北水南調(diào)工程提供水源地的大型水利工程。豐滿水電站［2］位于吉林市上游16km處的第二松花江干流上，兼有防洪、灌溉、工農(nóng)業(yè)及城市供水、航運(yùn)、養(yǎng)殖和旅游等綜合利用的大型水利樞紐。壩址控制流域面積42500km2，約占第二松花江流域面積的58%，其上游建有白山水電站（流域面積19000km2）和紅石水電站（流域面積20300km2）。1）尼爾基水庫(kù)。2013年，尼爾基水庫(kù)發(fā)生超50年一遇特大洪水，8月12日8時(shí)至14時(shí)，最大6h入庫(kù)流量達(dá)到9440m3/s，最大日均入庫(kù)流量7740m3/s（8月12日）。尼爾基水庫(kù)洪水由上游干流、支流甘河和科洛河及區(qū)間來(lái)水組成。經(jīng)分析計(jì)算，尼爾基水庫(kù)最大入庫(kù)洪峰組成中，上游干流占44.4%、甘河占15.6%、科洛河占8.3%、區(qū)間占31.7%;最大7d,15d洪量中，上游干流分別占53.9%、50.2%,甘河分別占25.4%、26.7%，科洛河分別占10.3%、11.4%，區(qū)間分別占10.4%、11.7%，詳見(jiàn)表1。2）豐滿水庫(kù)。2013年，豐滿水庫(kù)發(fā)生50年一遇特大洪水，8月16日11時(shí)至16日23時(shí)，豐滿水庫(kù)最大12h天然入庫(kù)流量16800m3/s，最大日均入庫(kù)流量15500m3/s（8月16日）。豐滿水庫(kù)洪水由上游干流、支流輝發(fā)河及區(qū)間來(lái)水組成。經(jīng)分析計(jì)算，豐滿水庫(kù)最大入庫(kù)洪峰組成中，上游干流占54.9%、輝發(fā)河占20.3%、、區(qū)間占16.4%;最大7d、15d洪量中，上游干流分別占45.0%、46.0%，輝發(fā)河分別占26.7%、26.1%，區(qū)間分別占20.4%、18.8%。詳見(jiàn)表2。1）計(jì)算原理。為分析尼爾基、豐滿水庫(kù)對(duì)下游干流水文情勢(shì)影響，采用還原計(jì)算方法假定水庫(kù)不攔蓄洪水，將水庫(kù)天然來(lái)水演算至下游主要控制站［3-5］。洪水演進(jìn)采用馬斯京根分段連續(xù)演進(jìn)的方法［6-9］。馬斯京根演算法是美國(guó)麥卡錫(G.T.McCarthy)于1938年在美國(guó)馬斯京根河上使用的流量演算方法。該法將河段水流圣維南方程組中的連續(xù)方程簡(jiǎn)化為水量平衡方程，把動(dòng)力方程簡(jiǎn)化為馬斯京根法的河槽蓄泄方程，對(duì)簡(jiǎn)化的方程組聯(lián)解，得到演算方程。馬斯京根流量演算公式：其中：式中：I1，I2——時(shí)段始、末的河段入流量；O1，O2——時(shí)段初、末的河段出流量；K，x，Z采用松花江流域防洪規(guī)劃階段成果［10］。2)水庫(kù)攔洪削峰情況。2013年汛期，尼爾基水庫(kù)總來(lái)水量197.1億m3，最大攔蓄洪量15.1億m3,最大6h入庫(kù)流量9440m3/s，最大下泄流量5500m3/s，削峰率達(dá)42%，將嫩江中下游洪水削減到10~20年一遇，充分發(fā)揮了水庫(kù)攔洪削峰作用，有效減輕了下游河段的防洪壓力。2013年汛期，豐滿水庫(kù)總來(lái)水量146.0億m3，最大攔蓄洪量23.7億m3,最大3h天然入庫(kù)流量17400m3/s，最大泄流量2100m3/s，削峰率達(dá)88%，將第二松花江下游洪水削減至不到5年一遇，減輕了松花江干流的防洪壓力。3)對(duì)下游河道的影響。尼爾基水庫(kù)、豐滿水庫(kù)對(duì)2013年松花江流域洪水進(jìn)行了有效調(diào)節(jié)，不僅削減了下游各控制斷面的洪峰流量及時(shí)段洪量，改變了洪峰出現(xiàn)的時(shí)間，并成功使第二松花江洪水與嫩江洪水錯(cuò)峰，有效減輕下游河段防洪壓力。尼爾基水庫(kù)調(diào)蓄后，嫩江中下游洪水削減到10~20年一遇，其中，嫩江同盟站洪峰流量7320m3/s，削減幅度達(dá)17.4%；嫩江江橋站洪峰流量8780m3/s，削減幅度為9.2%。豐滿水庫(kù)調(diào)蓄后，第二松花江下游洪水削減至不到5年一遇，其中，第二松花江扶余站洪峰流量2550m3/s，削減幅度達(dá)65%。經(jīng)尼爾基水庫(kù)、豐滿水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度后，松花江干流洪水削減到10~20年一遇，其中，松花江干流下岱吉站、哈爾濱、通河、依蘭、佳木斯站削減洪峰幅度達(dá)10~20%,7d、15d、30d、60d洪量減少15%左右，下岱吉站、哈爾濱站洪峰出現(xiàn)時(shí)間分別提前了6d、1d,通河、依蘭、佳木斯站洪峰出現(xiàn)時(shí)間均提前了2d。2013年尼爾基水庫(kù)、豐滿水庫(kù)下游控制站實(shí)測(cè)與還原后過(guò)程對(duì)比見(jiàn)，表3。尼爾基水庫(kù)、豐滿水庫(kù)對(duì)2013年松花江流域洪水進(jìn)行了有效調(diào)節(jié)，不僅削減了下游各控制斷面的洪峰流量及時(shí)段洪量，改變了洪峰出現(xiàn)的時(shí)間，并成功使第二松花江洪水與嫩江洪水錯(cuò)峰。經(jīng)水庫(kù)調(diào)蓄后，嫩江中下游洪水削減到10~20年一遇，第二松花江下游洪水削減至不到5年一遇，松花江干流洪水削減到10~20年—遇。尼爾基水庫(kù)、豐滿水庫(kù)的攔蓄，為減少嫩江、第二松花江及松花江干流的洪水災(zāi)害發(fā)揮了重要作用。隨著各水文站距水庫(kù)距離的增加，水庫(kù)攔蓄對(duì)下游河道的影響程度也有所減小。如嫩江距尼爾基水庫(kù)最近的同盟站削減洪峰幅度達(dá)17.4%，富拉爾基、江橋站削減洪峰幅度分別降至11.3%,9.2%。2013年，尼爾基水庫(kù)對(duì)下游河道的調(diào)蓄作用較豐滿水庫(kù)小。主要原因是，一方面，豐滿水庫(kù)攔蓄洪量較大。其中，豐滿水庫(kù)最大攔蓄洪量23.7億m3，尼爾基水庫(kù)最大攔蓄洪量15.1億m3；另一方面，嫩江干流下游道河槽調(diào)蓄作用大。尼爾基水庫(kù)下游河流進(jìn)入平原地帶，河道蜿蜒曲折，沙灘、沙洲、汊河鱗次櫛比，兩岸灘地延展很寬，河道比降較緩，洪峰在傳遞過(guò)程中因槽蓄作用不斷削平，洪水坦化比較嚴(yán)重。因此，2013年，尼爾基水庫(kù)對(duì)下游河道的調(diào)蓄作用較豐滿水庫(kù)小?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】[1]彭勇，周惠成，胡宏達(dá)，李成林.尼爾基水庫(kù)洪水調(diào)度方案研究[J].水電能源科學(xué)，2011,29(8):35-37.[2]袁國(guó)臣.豐滿水庫(kù)調(diào)節(jié)對(duì)下游影響的分析[J].東北水利水電，1991,(10):38-42.王俊，李鍵庸，周新春，許全喜.2010年長(zhǎng)江暴雨洪水及三峽水庫(kù)蓄泄影響分析[J].人民長(zhǎng)江，2011,42(6):1-5.張康，何錦翔，方神光，田玉麗.紅水河梯級(jí)開(kāi)發(fā)對(duì)洪水演進(jìn)的影響分析[J].人民珠江，2013,34(Z1):1:57-60.［5］陳守煜，方榮.入庫(kù)洪水還原計(jì)算［J］.大連工學(xué)院學(xué)報(bào)，1983,22(1):131-136.［6］張世功，孫廷璽，劉福學(xué)，李西水，徐波勇.沂沐河流域大型水庫(kù)至下游控制站河道流量演算方案研究［J］.水文，2009,29(5):50-54