冯家山水库“7·23”洪水防洪调度分析

2012-04-14姚德仓高晓婷

水利建设与管理 2012年11期

姚德仓高晓婷

(宝鸡市冯家山水库管理局 721300)

1 工程概况

冯家山水库位于陕西省关中西部，建于渭河一级支流千河末端，属大(2)型水利工程，水库枢纽由大坝、泄洪洞、溢洪洞、非常溢洪道、输水洞等组成。大坝为均质土坝，坝高75m，坝长300m，坝宽10m;泄洪洞为有压隧洞，最大流量575m3/s;溢洪洞为无压隧洞，最大流量1140m3/s;当发生超标准洪水时启用非常溢洪道参与泄洪，泄洪流量300m3/s;输水洞为农业、城市、工业提供供水服务，最大流量47m3/s。水库按百年一遇洪水设计，洪峰流量3550m3/s，按5000年一遇洪水校核，洪峰流量8860m3/s。水库总库容4.27亿m3，有效库容2.86亿m3，防洪库容1.27亿m3。

2 洪水特点

2010年冯家山水库防汛任务艰巨，工作繁重，先后共遭遇了4次较大洪水过程，其中最大的是“7·23”洪水，这次洪水可以概括为“三个最大，一个首次”，即流域降雨量为建库以来单次最大，面降雨量一般在200mm左右，局部300mm左右，个别站点达到400mm，其中陇县东风镇日降雨达336.7mm，是建库以来流域最大日降雨1996年9月18日陇县固关130mm记录的2.59倍;入库洪水为建库以来最大，7月23日22时入库洪水洪峰流量1760m3/s，相当于20年一遇洪水，是建库以来实测最大洪峰流量1981年8月21日1180m3/s记录的1.5倍，入库洪峰创建库以来最大洪水记录;排泄流量为建库以来最大，7月23日22时50分，泄洪洞下泄流量550m3/s，溢洪洞下泄流量450m3/s，水库泄洪总量达到1000m3/s，为建库以来最大值;溢洪洞首次正式参与泄洪，7月23日22时30分溢洪洞闸门开启参与泄洪，为建库37年来首次正式投入使用。

3 水库调度

3.1 科学调度，安全度汛

在“7·23”洪水来临之前，冯家山水库水位706.23m，低于汛期限制水位707m，冯家山水库防汛指挥部先后接到气象部门的暴雨橙色、红色预警，水库管理局立即动员，转入防汛紧急状态，按照水库防洪预案，防汛工作人员坚守各自工作岗位，严密注视汛情变化。当入库洪水流量由上午9时210m3/s迅速增加到12时的1230m3/s时，虽然水库水位尚未达到汛限水位，但是鉴于洪水来势迅猛，入库流量较大，水库管理局立即开闸泄洪。此后随着入库洪水流量增加而逐渐加大泄洪设施闸门开度，22时出现洪峰1760m3/s，至22时50分泄洪洞、溢洪洞均参与泄洪，本次最大泄洪流量1000m3/s。这次洪水调度共历时41h 35min，水库最高洪水位708.52m，泄洪总量7367万m3，最大滞洪量3150万m3，最大削减洪峰940m3/s，削峰率达60%，在确保水库自身安全的前提下，最大限度地减轻了千河下游和渭河的防洪压力，充分发挥了大型水库错峰滞洪作用。

3.2 积极排沙，减少淤积

冯家山水库地处北方多泥沙河流区域，利用异重流排沙减淤，对减少水库淤积，延长水库寿命具有重要意义。异重流是北方多泥沙河流洪水入库所形成的一种自然现象，挟泥沙洪水进入蓄有清水的水库，如果具有足够的流速和浓度，就会潜入清水下面向前推进，此现象就是水库异重流。在“7·23”洪水调度过程中，水库管理单位专门安排专业技术人员采取乘船在水库中巡回目测和采样在实验室试验相结合的办法，当泥沙含量达到30～50kg/m3且洪水推进到坝前时，开启泄洪洞或加大流量，利用异重流排沙减淤。据统计，这次洪水最大泥沙含量为253kg/m3，入库泥沙共计793999万kg，利用异重流排沙666612万kg，排沙比84%，排沙效果比较显著，相当于再造一座小型水库，也相当于节省水库清理淤积资金近亿元。

3.3 蓄洪滞洪，服务大局

在“7·23”洪水调度过程中，7月25日6时水库水位707.38m，高于汛限水位，泄洪洞下泄流量360m3/s，出库水流仍为浑水。在此泄洪排沙的关键时期，水库下游的陇海铁路千河大桥桥基发生险情，急需抢险修复。冯家山水库管理单位服从大局，立即关闭泄洪洞停止泄洪。7月26日16时陇海铁路千河大桥抢修完毕时，水库水位已经跃升至708.9m，超汛限水位1.9m，蓄滞洪水2600万m3。这次停止泄洪34h，为陇海铁路千河大桥抢修赢得了宝贵的时间。8月由于下游王家崖水库溢洪道工程出现重大险情，冯家山水库管理局从抢险工作的实际需要出发，给予积极配合，8月18～21日停止泄洪4天，超汛限水位1.44m，蓄滞洪水2000万m3，直至抢险工作结束后，冯家山水库才恢复泄洪，继续降低水库水位。

3.4 防洪保安，兼顾兴利

在迎战“7·23”大洪水时，冯家山水库管理局防洪兴利两兼顾，通过输水洞和灌区干渠工程，利用“引冯济羊”设施，从7月24日开始至9月1日结束，历时40天，向羊毛湾水库输送水量1356万m3，最大供水流量5.627m3/s，最小供水流量2.347m3/s。这次在确保水库安全和城市、工业供水正常的前提下，圆满地完成了长时间、远距离、跨流域调水任务，既达到了水库防洪的目的，又有效地利用了雨洪资源。