潘家口水库汛限水位动态控制影响分析

闻立芸，仇新征

（海河水利委员会引滦工程管理局，河北 迁西 064309）

1 基本情况

1.1 流域概况

滦河发源于河北省丰宁县巴颜图古尔山麓，经河北省沽源县、内蒙古自治区正蓝旗、多伦县和河北省承德、唐山两市，于乐亭县入渤海，全长888km。流域东界辽河，西接潮白河、蓟运河，北起内蒙古高原，南临渤海，总面积44 750 km2。

滦河流域地处副热带大陆季风区，降雨分布受地形影响，自东南向西北递减，多年平均年降雨量在400～700 mm。暴雨中心多集中在滦河流域中游潵河、柳河和潘家口一带。据暴雨资料分析，本流域内暴雨多发生在每年的7—8月，降水量占全年的60%左右。近70年来，实测最大的1962年暴雨中心在潵河石庙子，3 d点雨量为504 mm。

1.2 工程情况

潘家口水库位于河北省唐山市与承德市交界处的滦河干流上，是开发滦河水利资源、调节径流、除害兴利的重要控制性工程。潘家口水利枢纽是整个引滦工程的龙头，控制滦河流域面积33 700 km2，为全流域面积的75%，控制全流域水量的1/2以上，总库容29.3亿m3。在设计保证率75%的年份，水库可调节水量为19.5亿m3，为不完全多年调节水库。

潘家口水库正常蓄水位222 m，最高蓄水位224.7 m，汛限水位216 m，发电死水位180 m，最低供水位160 m。水库大坝为混凝土低宽缝重力坝，按1 000年一遇洪水设计、5 000年一遇洪水校核，设计洪水位224.76 m，校核洪水位227.17 m，保坝洪水位230.31 m，坝顶高程230.50 m，坝顶长1 039 m，最大坝高107.50 m。大坝有18孔溢洪道；设有4个泄流底孔，底孔除参与泄洪外，还可以在低水位时为下游供水或在特殊情况下放空水库。1994年改造了1号底孔修建自备电站，现为3个泄流底孔。

2 水库大坝本身安全影响分析

潘家口水库主汛期实施预报调度，汛限水位可在216～218 m之间动态运行。汛期，没有洪水时潘家口水库维持较高运行水位218 m。当滦河遭遇洪水时，根据洪水预报，在洪水入库前提前预泄，并在涨水初期加大流量预泄，可以在1 d内将库水位从主汛期最高控制水位218 m降至原汛限水位216 m，保证50年一遇及以上的洪水调洪水位不超过原设计洪水位。

当采用预报洪水过程线进行预报调度，由于50年一遇以上大洪水预报洪水洪峰和洪量均小于设计洪水，所有各频率洪水调算坝前最高水位均低于原设计成果。因此，50年一遇及以上洪水主汛期间实施汛限水位动态控制对大坝安全没有影响。

对于中、小洪水，潘家口水库根据下游防洪要求，结合潘滦区间洪水过程，适当控制下泄流量，满足下游各防护对象的防洪要求，库水位在预报调度过程中不必将水库降至216 m，中、小洪水调洪水位较低，坝前最高水位为218 m。因此，中、小洪水主汛期汛限水位动态控制对大坝安全没有影响。

因此，主汛期采用预报调度法实行汛限水位动态控制对水库本身的防洪安全没有影响。

3 对库区上游淹没影响分析

水库库区清河塘以下的库区段由水位226.7 m确定淹没范围，清河塘以上的滦河干流及支流瀑河则按设计泥沙淤积20年、以1962年洪水（相当于50年一遇）的回水影响范围作为移民迁建范围。主汛期汛限水位在216～218 m之间动态运行，当发生1962年型洪水（相当于50年一遇洪水标准）时，采用洪水预报调度法能在大流量（大于8 350 m3/s）入库前将库水位从218 m降至216 m，坝前最高水位与原设计相同即为222.16 m，采用原设计泥沙淤积20年库区断面进行回水计算，库区回水水面线与现状运行方式相同。

4 对下游防洪影响分析

4.1 现状运行方式对下游防洪影响

潘家口水库汛期现状运行方式是坝前各级控制水位与原设计限制下泄流量相结合的调度方法，没有考虑下游防洪小埝和防洪大堤防洪要求，只考虑了京山铁路大桥（50年一遇洪水控泄10 000 m3/s）和电站厂房及蓄能机组下池（500年一遇洪水控泄28 000 m3/s）两级防洪要求。

因此，水库汛期现状运行方式对50年一遇以下洪水水库不承担下游防洪任务，按入库洪水下泄，下游防洪工程防洪压力较大。

4.2 主汛期预报调度对下游防洪影响

潘家口水库主汛期采用三水源新安江模型洪水预报方案进行预报调度，汛限水位在216～218 m之间动态运行。潘家口水库主汛期预报调度分为3个阶段，即预泄阶段、滞洪阶段和退水阶段，其中预泄阶段是关键。在预泄阶段，水库根据下游防洪要求，结合潘滦区间洪水，设定了700、2 200、3 400和6 800 m3/s 4级预泄流量，根据预报6 h后的预报流量和坝前水位情况，逐级加大预泄流量，满足下游各级防护对象的防洪要求。

洪水预报系统根据在数据库中寻找到的降雨量等有关信息自动计算出潘家口水库入库洪水预报结果，随着降雨过程的延续，不断进行滚动预报，直至降雨结束。主汛期采用预报调度对汛限水位进行动态控制，潘家口出库流量与潘滦区间洪水组合，滦县站洪水过程可以满足下游各防护对象的防洪要求，提高了下游防洪大堤的防洪标准；从防洪影响比较可以看出，主汛期对中、小洪水进行预报调度，滦县站各频率洪水洪峰均比原运行方式更小，可以起到削峰滞洪作用，削峰比例16%～26%，减轻下游防洪负担。

对于大洪水，水库在预泄阶段，根据预报入库流量、下游防洪要求和坝前水位情况，逐步加大预泄流量，各级预泄流量维持一定的时间，给下游地区留出必要的防洪准备时间，在大流量入库前库水位降至216 m，水库开始按原设计运行方式运行，因此大洪水情况下对下游河道防洪影响不大。

根据上述分析，主汛期采用预报调度法实行汛限水位动态控制对水库本身的防洪安全没有影响；上游库区回水水面线与现状运行方式相同；如洪水预报精度符合要求，可使中、小洪水情况下的下游防洪安全性有所提高，而对大洪水情况下的下游河道防洪影响不大。