多目标综合利用水库优化调度模式研究

张成敏 王德明 杨德同

（莒县小仕阳水库管理处 276526）

1 基本情况

1.1 水库概况

莒县位于山东省东南部，总面积1952.4km2，辖21处乡镇、1260个自然村、110余万口人，蓄水工程主要有2座大型水库（青峰岭、小仕阳），1座中型水库（峤山），21座小（1）型水库，174座小（2）型水库，1222座塘坝，总库容6.88亿m3，调洪库容3.05亿m3，兴利库容 4.42亿m3。全县10km以上河流有26条，形成260多km防洪堤防。沭河贯穿全县南北，县内流域面积1718.4km2，长76.5km。这些防洪工程有效地减轻了洪涝、干旱灾害损失，为全县及周边县市的经济发展和社会稳定大局发挥了重要作用。

1.23座大中型水库2009年汛期控制指标。

3座大中型水库2009年汛期控制指标见下表。

3座大中型水库2009年汛期控制指标表

2 当前水雨情

2.1 青峰岭水库

流域多年平均降水量699mm，其中汛期531mm，多年平均年来水量15132万m3。至2009年7月15日7时，累计降雨377.5mm，其中汛期降雨268.5mm；水库水位157.20m，库容14561万m3；上游沙沟水库水位231.17m，相应库容3077万m3，汛限水位231.5m，相应库容3237万m3。

2.2 小仕阳水库

流域多年平均降水量778.1mm，多年平均年来水量7348万 m3。至 2009年 7月 15日 7时，累计降雨377.5mm，其中汛期降雨268.5mm；水库水位145.48m，库容1512万m3，入库流量15m3/s；上游石亩子水库水位242.4m，相应库容425.8万m3，汛限水位248.0m，相应库容870 万 m3。

2.3 峤山水库

流域多年平均降雨量752.1mm，多年平均年来水量1935万m3。至2009年7月15日7时，累计降雨363mm，水库水位145.58m，库容2334万m3，上游来水流量2m3/s，放水洞以2.5m3/s流量放水灌溉水稻。

3 未来水雨情分析

以水库现有雨水情为分析基础，假定未来可能发生日降雨100mm，分析三座大中型水库水情。

3.1 青峰岭水库

根据当前流域情况，经分析，若再遇日降雨100mm，沙沟水库预计来水量815万m3，水库库容达到3892万m3，水库将溢洪655万m3。青峰岭水库至沙沟区间预计来水3035万m3，加上7.13降雨的剩余来水881万m3和沙沟水库溢洪655万m3，青峰岭水库共来水 4571万 m3，水库库容达到 19132万 m3，水位159.23m。青峰岭水库不考虑泄洪。

3.2 小仕阳水库

根据当前流域情况，经分析，再遇日降雨100mm，上游石亩子水库预计来水量163万m3，水库库容达到588.8万m3，达不到汛限水位。小仕阳水库预计来水2480万m3，水库水位达到150.0m，低于汛限水位。只有遇到日降雨 260mm时，才将达到汛限水位153.0m。小仕阳水库不考虑泄洪。

3.3 峤山水库

根据当前流域情况，经分析，再遇日降雨100mm，预计水库进水400万m3，库容达2734万m3，超汛限库容78万m3。峤山水库考虑泄洪。

4 优化调度方案

假定水库现处在某一水位时，流域未来发生日降雨100mm后，所产生的来水恰好能使水库水位达到汛限水位，则该假定水位即为水库优化调度的上限水位，即最优水位。

水库水位超过最优水位、低于汛限水位时，考虑用电站调洪；水库水位超过汛限水位、低于汛中超蓄水位时，若该水位维持时间低于10日，仍考虑用电站调洪，若该水位维持时间大于10日，需用溢洪道调洪；水库高于汛中超蓄水位时，必须立即启用溢洪道调洪。

在水库水位未超过允许最高水位的情况下，若下游河道已遭遇20年一遇洪水（沭河店子桥断面流量4000m3/s），应充分发挥水库蓄洪错峰作用，水库暂不考虑泄洪。

根据中长期天气预报，经专家评估，年内无大的降雨过程，为节约水库水资源，在水库水位超过最优水位、低于汛限水位时，应审慎启动本调度方案。

水库水位达到本调度方案规定的水位时，须向县防指办提出书面申请，待县防指批复后，立即启动本方案。

4.1 青峰岭水库

需考虑上游串联的沙沟水库的影响，分以下两种情况：

a.当流域遇100mm降雨时，若沙沟水库能完全拦蓄其以上区间洪水，沙沟至青峰岭区间来水3035万m3，最优水位158.80m。

b.当流域遇100mm降雨时，若沙沟水库库满，完全溢洪沙沟以上区间洪水，青峰岭区间全部来水3850万m3，最优水位158.46m。

4.2 小仕阳水库

需考虑上游串联的石亩子水库的影响，分以下两种情况：

a.当流域遇100mm降雨时，若石亩子水库能完全拦蓄其以上区间洪水，区间来水1323万m3，最优水位151.60m。

b.当流域遇100mm降雨时，若石亩子水库库满，完全溢洪以上区间洪水，区间全部来水1405万m3，最优水位151.50m。

4.3 峤山水库

当流域遇100mm降雨时，区间全部来水405万m3，最优水位145.34m。

根据以上优化调度方案，至2009年7月15日7时，莒县三座大中型水库只有峤山水库水位超过最优水位0.24m，需用电站结合灌溉预泄至最优水位。

5 结语

水库工程是防洪体系中的重要组成部分，正确处理好防洪与兴利、上游来水（包括上游区间来水与上游水库泄洪）与下游河道承受能力的关系，以充分发挥水库兴利与除害的效益为最优化目的。近年来受全球气候变暖影响，极端、异常、复杂多变的天气将可能成为今后正常的天气，干旱与洪涝灾害交替发生的频率增加，大中型水库多为多年调节综合利用水库，主要功能为防洪、灌溉，养殖、发电、供水等，在应对干旱与洪涝灾害方面发挥了重要作用，大中型水库多目标综合利用优化调度模式的研究与应用，为提高大中型水库的综合效益发挥了重要作用。实践证明：本方法具有适用性和可靠性。