黄石水库科学调度运用的思考

郭立平 官卫明 庄大平

（桃源县黄石水库管理处常德市415700）

黄石水库及灌区位于湖南省桃源县的西北部，水库集雨面积552 km2，多年平均径流量5.59亿m3，总库容6.02亿m3，正常蓄水位90.0 m，正常库容4.58亿m3，兴利库容2.68亿m3，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合利用的大（II）型水利工程，是湖南省大型灌区之一，设计灌溉面积2.5万hm2（37.5万亩），灌区属丘陵地带，区内总土地面积11.2万hm2（168万亩），约占全县25%，耕地3.05万hm2（45.8万亩），约占全县36%，据近3年平均值统计，全灌区年粮食总产达2.5亿kg，是桃源县重要粮食生产基地。

由于地处典型的东亚季风副热带气候区，四季分明，是洪、涝、旱灾害频发地区，特别是洪涝灾害带有突发性、多变性、连续性、并发性等特点，从年内降雨分布情况看，雨水主要集中在4～6月，但时空分配不均，9月也时有秋汛出现，气候变化复杂，防汛任务繁重，水库控制运用工作在不同恶劣气候环境下，应具有一定的应变能力。

水库控制运用工作关系到水库工程管理单位经济效益，关系到灌区的国民经济发展和社会稳定。做好水库控制运用工作，要始终遵循：兴利效益服从防洪效益，局部利益服从全局利益，眼前利益服从长远利益的原则。水库管理单位必须严格执行批准的控制运用计划，根据本地的气候特征，适时做好水库调度工作，严格水库调度程序，做好这一工作关键在于做好水库防洪调度与水库兴利调度工作。

1 水库防洪调度

水库防洪调度是一门依据洪水规律，研究并采用各种对策和措施，预防和减轻洪灾损失的学问，它包含工程措施和非工程措施。水库调度人员的经验和业务素质，决策者的意向是水库防洪调度不可取代的宝贵的信息资源，在实时调度决策中必须做到有章可循，方能临危不乱。

黄石水库在防洪调度中，水库的作用有：一是水库的滞洪作用。将超过下游安全泄量的洪水临时滞蓄在水库中，当洪水减少时，再将蓄留的洪水在下游安全泄量内进行泄洪，腾空库容，迎接下一场洪水。滞洪只能起削峰作用，不能减少洪水总量，单纯防洪水库的作用就是滞洪；二是水库的蓄洪作用。汛期将洪水蓄积在水库中，供汛期结束后兴利之用，防洪与兴利结合的水库适合这样的运行；三是水库的错峰作用。当下游区间和支流来大洪水时，可利用上游水库临时控制下泄流量，使干流洪水不与支流或区间洪水遭遇，使洪峰错开。

从工程上下游防洪安全角度出发，各水库都应实施防洪预报，拟定一些可供选择的多种水库防洪调度的蓄洪方案，在确保水库安全的情况下，选择一个满意的调度方案指导防洪调度。拟定方案时要考虑工程约束条件，如：批准的控制运用计划，水库起调水位，下游安全泄量，工程的薄弱环节，气象预报的准确性等，因而，在防洪调度中根据不同时期的水、雨、工情及气候特征，要适时做好洪水调度，在实际工作中要着重做好以下几项工作：

（1）编制年度控制运用计划：年初，以当地气象部门长期预报为依据，科学地编制年度控制运用计划，对流域的水文气象、径流情况进行分月预测，并以本地气候特征、水库电力生产、灌区农作物需水和居民生活用水特点，进行逐月供需的水量平衡分析计算与计划，控制运用库水位在汛限水位以下运行，为防止发生秋旱和保证次年的春灌，在汛末期还预蓄适当的水量，确保灌区农业生产和生活用水。

（2）水库调度人员在洪水期间，根据水库工程及下游防护区的设计标准、安全泄量等情况，进行洪水预报、分析、制定调度方案工作，选定洪水预报、调度方式及调度原则。在实施水库防洪调度时，计算在不同起调水位的各种频率出现最高洪水位，按选定的汛限水位计算调洪成果，明确下游允许通过的最大组合流量。在预报洪水时，预报出达到或超过汛限水位和最大洪峰流量的时间；对于超标准洪水预报指明洪水预报方案可参考程度和意义，预测失事可能造成的后果，及时提供给上级防指，做好决策者的参谋。

（3）根据降雨（含前期影响雨量）、径流、洪峰流量、水库起调水位等相关资料制作“洪水预报简图”。“洪水预报简图”制作后，能使工程对不同频率洪水有明确的预见性。在已知起调水位，前期影响雨量的条件下，能比较准确地预报出不同频率出现的最高洪水位、洪峰流量、最大下泄流量等数据。具体操作步骤如下：

●密切注意各种气象预报，根据预报确定可能给水库带来影响的次降雨量。

●根据预报雨量、前期影响雨量查“洪水预报图”，得出不同量级降雨量情况下的水库入库水量、入库最大洪峰流量、最高洪水位、水库最大下泄洪量及可能出现的时间，提供给决策者和有关领导，包括水库上、下游的有关部门。

（4）利用洪水预报系统将历史上出现比较典型且不同量级的降雨过程输入电脑，对相似的降雨过程进行模拟预报，并结合当前的水库起调水位模拟出不同的调度方案，为抗击洪水提供可靠的参考资料。

（5）对水库调度资料与调度经验进行积累汇编，对历史上发生过的洪水水文资料，进行系统统计汇编，对历次抗洪中调度资料进行汇集，年度洪水调度工作及时进行总结。总结包括对每场降水过程、降水量特征值、洪水总量、洪峰洪量、起调水位、最高洪水位、洪水起调时间、本次洪水调度工作中的经验、存在问题的说明等。

（6）在非汛期中，对水工建筑物、机电设备、水情测报系统进行维护、保养工作。汛后组织有关人员进行检查，对易损部件定期检查、定期更换，特别是泄洪设施检查严格把关，定期保养，重要部位要配备备用电源，并对备用电源进行常规性的维护保养，定期试车，特别对启动设施进行特殊保养，在防汛物资储备上也要按照国家储备标准进行物资储备，及时更新。

2 水库兴利调度

水库兴利调度原则是保证水库在安全度汛的前提下，利用水库的蓄水能力重新分配天然来水量，使之符合兴利部门的用水要求，充分发挥水库的综合利用效益。根据运用期间的实际情况分析水库天然来水量和兴利水量，及其平衡关系，作好兴利调度计算，然后在此基础上选定水库运用的各个特征水位和蓄、供水方式，绘制水库调度图。对兴利库容进行合理的控制运用，黄石水库在兴利调度中要着重做好以下几项工作：

（1）做好水库控制运用计划编制工作，制作“兴利调度图”。“兴利调度图”制作的灌溉保证率是根据设计要求，对水库径流资料进行排频计算，算出水库设计灌溉保证率的径流量，选择典型年，典型年是按水利年度计算，且接近水库原设计保证率。需水量结合当前灌区工农业生产、居民生活用水的实际情况，确定各月供水量。

（2）适时做好水库调度工作。黄石水库的兴利调度是根据本地气候特征，雨洪规律，灌区历年来工农业生产和居民生活的需水特点和农作物生长规律，合理安排灌区需水的预计时间，有效地利用汛期的蓄水量，提高水库供水、灌溉保证率。因气象部门预报精度不可能满足水库调度的实际工作需要，对出现复杂多变异常的气候，水库还及时适时地调整了运用计划。

（3）做好年度供水平衡。黄石水库流域及灌区气候变化复杂，降雨时空且分配不均，农业灌溉用水有比较明显的季节性，在调度过程中我们掌握了农作物对不同时期的需水。黄石灌区以水稻种植为主，在实际工作中以水稻生长规律来确定不同时期的供水量，春灌和夏灌用水是灌区需水高峰期，考虑春灌用水时，在上年度底水库按照调度图蓄足水量，来满足来年春季用水，夏季用水按灌区干旱时灌区的需水量来考虑，若前期降雨不足就把握住入梅时间及早稻搁田期间的水库回蓄，在此其间水库减少放水量直至电厂停机蓄水，出梅以后，水库及时补充渠道水量，及时向农业部门了解本年度双季用水高峰时间，双季生产过后，再根据灌区需水量进行供水。在水库兴利实际调度运用中，应视气候变化情况和灌区不同时期需水量，做好水库兴利调度。

（4）做好水库优化调度，提高经济效益。黄石水库兴利调度中的优化调度，其实质是提高单位发电量，达到提高经济效益的目的。做好黄石水库的优化调度，首先，要保证水库安全，满足灌区用水的需要；其次，要对灌区需水特点有充分的了解，及时了解天气变化、发展动态，对汛后期（一般在9月20日后）还要做好拦蓄洪水尾巴的工作，蓄足非灌溉期的下游河道环境用水；再次，优化调度工作中，还要解决汛期中介过渡阶段的理论和实际工作结合问题，因为“汛期”始终是个模糊的概念，要解决这一理论上的问题，必须依据多年的历史资料（水、雨、工情）进行综合分析，用数理统计方法分析中介过渡理论的存在。从目前的情况看，黄石水库流域及灌区从汛期向非汛期的转变过程均是一个渐变过程。