浅谈洋泉水库兴利调度方式在抗旱减灾方面的应用

摘要:文章认真分析洋泉水库灌区干旱的成因、规律、特点和危害;围绕如何开展兴利调度。灵活运用降雨径流预报相结合的方法,推求水库的年月来供水的过程,点绘年兴利调度线(即兴利调度图),进行水库的兴利年调节计算。文章针对水库灌溉制度的环节,提出了加强管理的一些见解。

关键词:洋泉水库;兴利调度;灌区管理

中图分类号:S273文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)20-0041-02

常宁市境内丘陵起伏,河谷纵横,地势南高北低。汛期降水较集中,非汛期降水偏少,丰枯流量悬殊,年水位变幅大。全市土地总面积2055.4平方公里,总人口83.19万人,辖23个乡镇。洋泉水库位于湖南省常宁市,坝址坐落在湘江一级支流宜水上游的洋泉镇孟家堰,兴建于1966年,1974年建成。是一处以灌溉为主,结合防洪、发电、养鱼、旅游等综合利用的水利工程,设计灌溉11个乡镇16.29万亩农田,担负常宁市城区近10万人口及洋泉水库下游近30万人口、25万亩农田的防洪保安重任。

一、基本情况

洋泉水库大坝为黏土心墙砂壳坝,库区控制集雨面积145平方公里,坝高49.5米,装有2孔高×宽=9.3米×10米的钢质弧形闸门,用以调节水库水量,设计正常水位158.50米。相应库容4585万m³,兴利库容4285万m³,属年调节水库。现有装机容量2765千瓦。

二、地理特性与气候因素

洋泉水库灌区为低矮丘陵,水源短缺,属于衡邵干旱走廊。由于地形起伏,地表受热不匀,引起小范围的气

流,常被强暖气流所盘踞,且频繁地与北方冷空气交锋,导致汛期降雨集中。据资料记载,在年降雨量与产水量接近多年平均降雨量1632.5毫米,产水量1.56亿m³的年份,每年汛期将有2000万～4000万m³洪水弃出,造成严重的汛涝。但是,到六月底七月初暖气团最后一次决战,冷空气被迫北退,于是暖空气一举独霸天地,晴热少雨天气随之开始,从夏秋之交至九月中旬,降雨量显著减少,干旱明显、气温高、蒸发量大,农作物生长与灌溉缺水的矛盾异常突出,对农业生产最为不利,这时如果水库没有调蓄足够的水量,满足灌溉需水要求,将会导致严重干旱灾害。如:工程未建前的1963年,干旱时间长达165天,不少山塘、水库干涸,溪河断流。全灌区受灾面积4.80万亩,减少粮食592.5.万公斤。建库后,呈明显的气候差异,根据观测资料,对库区和灌区两个不同的区域,进行对比计算如下表:

三、切实落实措施,确保兴利除害

根据水库防洪任务大、抗旱任务重的实际情况,坚持两手抓:一是汛期认真开展洪水调度,结合径流预报方法。掌握时机,到雨季即将结束的最后一场雨,力争将库水位蓄至正常水位以上;二是雨季结束后,即投入紧张的抗旱阶段,利用科学的方法调配水源,抗旱服务一条龙的服务体系,我们的具体措施如下:

(一)编制兴利调度线

由于实测系列资料短缺,难以开展典型年的兴利调节计算,只能利用本流域20多年的降雨资料,用“五年滑动平均序列法”,进行当年的月年降雨量预报估算来水过程,编制年度供水计划,现以2005年兴利调节计算为例。我们的步骤是:

1. 水库来水量估算,运用本库建立的降雨径流相关图,以预报的各月降雨量(P),由月降雨量,查相关图得月径流深/(R),即可求得各月来水量,计算公式是W=0.1R·F;式中:W——月来水量(万m³),R——月径流量(毫米),F——水库集雨面积(平方公里)。

2. 水库供水量估算。对灌溉为主的水库,主要是要确实灌溉用水量,在编制供水计划时,为预报当年灌溉用水过程,利用本灌区多年实践推得的月总耗水定额1065m³/亩,与逐月降雨量预报值,考虑降雨的田间有效利用系数0.7及渠系输水损失后,运用公式W供=(E-0.667a田间·P)·A/η渠系;式中:W供——水库月供水量(万m³)。E——作物月耗水定额(m³/亩);a田间——降雨的田间有效利用系数;P——月降雨量(毫米)。η渠系——渠系水有效利用系数;A——灌区现灌溉面积(万亩)。

3.兴利调度线的绘制与应用。根据上述两种方法预报的逐月降雨量所求得的月来水量、供水量。列表计算,从2005年1月1日的蓄水位147.81米,相应库容2496万m³,顺时序进行水量平衡计算,遇余相加,遇亏相减,求得各月末库水位,由此绘出的兴利水位过程线。为解决水库水量的调、蓄、弃等矛盾,当调节的水位到四月底达到158.50米,相应库容4585万m³,一直到7月初,这段时期就应把握住3000多万m³的洪水弃出,到6月底7月初最后一场雨,就是扣住洪尾,将库水位控制在正常水位以上,留足灌溉用水;到八月份,降雨明显减后,充分利用汛期调蓄的水源,加大供水,满足灌溉供水需要。

4. 抗旱能力图表的编制与应用。据编制的兴利调度图,已算清了几笔大账可随时根据库水位的高低、蓄水量的多少,计算出可用作灌溉的水量,计算在水库现有蓄水情况下,如不下雨,还可抗旱多少天,据灌区用水资料分析计算,一般每亩水稻每天需要的水量约为9.3m³,渠系水有效利用系数为0.7,利用库容曲线,编制水库抗旱能力计算表和抗旱能力图,使用时可由调节的水位直接查得抗旱天数。严重的2005年年初,经预报分析计算,汛期将有3909.7万m³余水弃出,而实际弃出3564.8万m³,到八月份降雨量明显减少时,这段时期(8~12月份),预报的来水量只有1425.4万m³,仅占年来水量的9.2%,而供水量则需4710.3万m³,是来水量的3.3倍。水库亏水3284.9万m³,经兴利调节到2005年1月1日水库蓄水量2550.8万m³,水位调控在149.92米可保证不降雨情况下的抗旱天数29天,水库水位库容与同期比较,水位高3.11米,库容多597.8万m³,水库依然没有出现缺水现象,使整个灌区的大旱之年不见旱,夺得当年的大丰收,仅粮食增产就获利79.5万元。

(二)深化管理机制,强化管理意识

根据洋泉水库工程与灌区的客观实际,为确保库水高效率的输入田间,以满足作物生长需要,光依赖水库兴利科学调度,如果没有一个强有力的抗旱服务实体与严格的管理制度,要在灌溉面积10.19万亩,通水总长480.6公里这样一个广阔范围内,搞好灌区的管理工作是困难的,只有紧紧领先灌区范围内的区、乡(镇),村管机构,形成一个强有力的抗旱服务实体,尤其产生灌区代表大会代表,成立灌区代表会,每年定期召开1～2次会议,就如何立足抗旱减灾,管好用好水库供水资源,搞好渠道的配套与维修,扩大灌溉面积,充分发挥工程效益等问题的分析,制定严格的管理制度,为灌溉用水制度、水费收费制度、维护渠道安全运用的奖罚制度,使整个灌区管理工作制度化。

四、措施有力、开拓效益

工程运行以来,由于我们在科学调度上与严格的管理制度上下大工夫,兴利调度措施有力,水库的调蓄能力,复蓄指数由原来的1.40提高到2.66 ,水资源的利用率由原来的53%提高到91%,增加灌溉面积1.22万亩;灌溉效果显著,从工程配套以来灌区共增产粮食15.0亿公斤。到2005年粮食平均单产达1050公斤,与70年代相比,单产翻了两番,产值由1977年35.48万元的基础上,到2005年总产值跃到146.50万元,利润由1977年0.72万元,到2005年跃到110.79万元。2006年比2005年又迈进一步,产值达158.94万元,2007年在2006年的基础上又有新的进步,完成产值176.5万元。今年又要迈大步,力争跨过200万元大关。

作者简介:何建辉(1974-),男,湖南衡阳人,常宁市洋泉水库管理局水利助理工程师。