淺談水庫(kù)安全運(yùn)行功能效益的發(fā)揮

淺談水庫(kù)安全運(yùn)行功能效益的發(fā)揮

1新疆下山地工程地區(qū)下坂水庫(kù)項(xiàng)目是塔里木河流域最近的綜合處理計(jì)劃中唯一的山區(qū)水庫(kù)項(xiàng)目。該工程位于塔里木河主要源流之一的葉爾羌河支流塔什庫(kù)爾干河中下游,距新疆喀什地區(qū)塔什庫(kù)爾干縣縣城45km,距喀什市315km,距葉爾羌河干流控制斷面卡群渠首190km,壩址控制流域面積9570km工程主要任務(wù)是向塔里木河生態(tài)補(bǔ)水和葉爾羌河灌區(qū)春旱供水,結(jié)合發(fā)電等綜合利用。下坂地水庫(kù)的建設(shè)可替代葉爾羌河流域中下游廢棄的16座平原水庫(kù)蓄水,減少優(yōu)化剩余的24座平原水庫(kù)的蓄水時(shí)間,減少7-9月的蓄洪量,實(shí)現(xiàn)多年平均補(bǔ)充生態(tài)水1.84億m2水庫(kù)防洪計(jì)劃方法2.1洪水特征及洪水標(biāo)準(zhǔn)下坂地水庫(kù)的洪水主要是由氣溫升高,冰雪強(qiáng)烈消融形成的融雪型洪水,一般出現(xiàn)在6-8月,其中7、8月出現(xiàn)最多,洪水具有一日一峰,峰不高,量較大,漲落緩慢,連續(xù)出現(xiàn)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)下坂地水庫(kù)主要建筑物為Ⅱ等工程,設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇、校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇,下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。2.2洪水調(diào)度原則(1)充分發(fā)揮泄水建筑物的泄水能力、合理確定滯洪庫(kù)容。為充分發(fā)揮擋水、泄水建筑物的綜合效能,合理利用水庫(kù)庫(kù)容,最大限度發(fā)揮水庫(kù)綜合利用效益。根據(jù)下坂地水庫(kù)的洪水特性,發(fā)揮泄水建筑物的泄水能力,汛期增加水庫(kù)蓄滿機(jī)會(huì),替代下游灌區(qū)平原水庫(kù)蓄水,確保下游河道防洪安全,減少投資,增加效益,確定洪水調(diào)度原則,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比選,確定底孔泄洪洞、表孔側(cè)槽溢洪洞與水庫(kù)聯(lián)合調(diào)洪的形式。(2)調(diào)度運(yùn)行方式。水庫(kù)防洪調(diào)度起調(diào)水位為正常蓄水位,采用分級(jí)控制泄量的調(diào)度運(yùn)行方式,以洪水量值作為判別條件:洪水量值低于20年一遇時(shí),水庫(kù)主要為保護(hù)下游地區(qū)的防洪安全而蓄洪;當(dāng)洪水量值大于20年一遇低于100年一遇時(shí),由水庫(kù)蓄洪、底孔泄洪洞泄洪;當(dāng)洪水量值大于100年一遇低于5000年一遇時(shí),水庫(kù)蓄洪、底孔泄洪洞與表孔側(cè)槽溢洪道泄洪,水庫(kù)防洪轉(zhuǎn)為確保大壩安全調(diào)度。2.3洪水調(diào)節(jié)計(jì)算據(jù)下坂地水庫(kù)壩址不同標(biāo)準(zhǔn)的洪水過程、水庫(kù)泄流曲線、庫(kù)容曲線進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算,起調(diào)水位為2960m,泄流設(shè)施閘門控制如下:若壩址來水小于等于下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇390m2.4設(shè)計(jì)洪水位及校核洪水位按以上洪水調(diào)度規(guī)則,對(duì)各頻率不同洪水進(jìn)行防洪調(diào)度,考慮對(duì)水庫(kù)最不利情況,水庫(kù)水位2960m時(shí),壩址來20年一遇洪水,來流量小于安全泄量,洪水對(duì)下游防洪無(wú)影響,超過20年一遇的洪水時(shí),考慮減輕下游洪水災(zāi)害的影響,將下游防洪、水庫(kù)防洪、興利結(jié)合起來,按表3確定水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位分別為2963.2、2964.6m。3水庫(kù)建設(shè)與推廣計(jì)劃3.1農(nóng)業(yè)用水原則下坂地水庫(kù)興利調(diào)度堅(jiān)持防洪優(yōu)先,然后遵循在滿足河道生態(tài)用水情況下,先滿足塔里木河生態(tài)補(bǔ)水要求、再滿足下游灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水的原則,發(fā)電用水是以“生態(tài)補(bǔ)水、農(nóng)業(yè)用水”進(jìn)行確定,發(fā)揮“一水多用,以水定電”的興利調(diào)度。下坂地水庫(kù)調(diào)節(jié)原則是替代平原水庫(kù)蓄水,在保證葉爾羌河下放干流塔里木河多年平均生態(tài)供水基礎(chǔ)上,利用減少的平原水庫(kù)水量損失向灌區(qū)供水,解決春旱用水,下坂地水庫(kù)通過改變平原水庫(kù)的蓄水時(shí)間,利用下游平原水庫(kù)的反調(diào)節(jié)作用。3.2-9月下坂地水庫(kù)按照確定的調(diào)度原則,經(jīng)不同方案運(yùn)行方式綜合比選后,確定的下坂地水庫(kù)與灌區(qū)平原水庫(kù)的運(yùn)行方式分別如下。下坂地水庫(kù)運(yùn)行方式為:(1)7-9月下坂地水庫(kù)以蓄庫(kù)為主,代替平原水庫(kù)蓄水,減少平原水庫(kù)的蓄洪量,滿足葉爾羌河卡群斷面多年平均下放塔里木河的生態(tài)水量,以及灌區(qū)各節(jié)點(diǎn)的工農(nóng)業(yè)需水量要求,按照不少于0.6億m平原水庫(kù)按不同分類進(jìn)行運(yùn)行:(1)反調(diào)節(jié)水庫(kù)6座,分布在葉河的上游灌區(qū)卡群渠首節(jié)點(diǎn)有5座;依干其渠首節(jié)點(diǎn)有1座。運(yùn)行方式為:卡群渠首節(jié)點(diǎn)反調(diào)節(jié)水庫(kù)蘇庫(kù)恰克8月份最大蓄3200萬(wàn)m3.3下坂地水庫(kù)水量平衡模型建立下坂地水庫(kù)興利調(diào)度是在滿足河道內(nèi)最低生態(tài)需水的前提下,優(yōu)先滿足卡群斷面生態(tài)補(bǔ)水;其次與下游平原水庫(kù)共同滿足葉河44萬(wàn)hm下坂地水庫(kù)替代16座平原水庫(kù)后與剩余24座平原水庫(kù)聯(lián)合調(diào)節(jié),調(diào)整平原水庫(kù)蓄水時(shí)間與蓄水時(shí)段,供給卡群斷面生態(tài)補(bǔ)水,集中在7-9月下泄,長(zhǎng)系列多年平均滿足1.84億m下坂地水庫(kù)壩址來水過程根據(jù)壩址1954年7月-2000年6月徑流系列資料進(jìn)行計(jì)算,采用卡群等站計(jì)算的葉爾羌河流域出山口1954年7月-2000年6月徑流系列成果。根據(jù)水庫(kù)壩址來水、葉河流域地表水與地下水過程和需水要求,建立葉爾羌河節(jié)點(diǎn)水量平衡模型為:式中:Q下坂地水庫(kù)水量平衡方程為:式中:ΔW為計(jì)算時(shí)段Δt內(nèi)水庫(kù)蓄水量的變化值,增加為正值,減少為負(fù)值;Q為計(jì)算時(shí)段Δt內(nèi)的入庫(kù)平均流量;q為計(jì)算時(shí)段Δt內(nèi)出庫(kù)平均流量(包括各部門用水量、蒸發(fā)滲漏損失量、棄水量等)。計(jì)算起調(diào)水位為死水位2915m,汛期與非汛期按正常蓄水位2960m控制,為保證生態(tài)補(bǔ)水,經(jīng)反復(fù)計(jì)算、優(yōu)化調(diào)度,在7-9月按替代平原水庫(kù)蓄水運(yùn)行。由于生態(tài)補(bǔ)水保證率、農(nóng)灌供水保證率、發(fā)電保證率各不同,多余水量可增加供水量。水庫(kù)設(shè)三條調(diào)度線,把水庫(kù)分成供水加大區(qū)、保證供水區(qū)、低供水區(qū)、保證出力破壞區(qū)。圖1是按下坂地水庫(kù)與平原水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行方式要求繪制的下坂地水庫(kù)調(diào)度圖。當(dāng)庫(kù)水位落在供水加大區(qū)時(shí),各部門除按所需的水量正常供水外,還可以增加供水量;當(dāng)庫(kù)水位落在保證供水區(qū)時(shí),生態(tài)補(bǔ)水、灌溉用水均可保證;當(dāng)庫(kù)水位落在低供水區(qū)時(shí),生態(tài)補(bǔ)水、灌溉用水降低供水保證,電站發(fā)保證出力;當(dāng)庫(kù)水位落在保證出力破壞區(qū)時(shí),生態(tài)補(bǔ)水、灌溉用水、電站發(fā)電均得不到保證。3.4年平均調(diào)度結(jié)果根據(jù)上面長(zhǎng)系列調(diào)節(jié)計(jì)算,長(zhǎng)系列多年平均調(diào)度結(jié)果見表4。從表4可以看出下坂地水庫(kù)具有多年調(diào)節(jié)性能,水庫(kù)壩址處多年平均徑流10.88億m4安全及工程效益原則下坂地水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行方式的科學(xué)合理制定關(guān)系到下游人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全,也關(guān)系