白石水库初期运用探讨与分析

许小华

(辽宁省白石水库管理局，辽宁 朝阳 122000)

1 水库概况

白石水库位于辽宁省北票市上园镇，是一座以防洪、灌溉、供水发电为主，兼顾发电、养鱼等综合利用的大Ⅰ型水利枢纽工程。坝址以上控制面积17649km2，占大凌河流域面积的76%，库容16.45亿 m3，净调节水量 4.47 亿 m3，正常高水位127.0m，防洪限制水位 125.6m，死水位108.0m。

水库正常运用后，在防洪方面，可保护义县、凌海两市，以及下游农田650㎞2，将下游防洪标准从20年一遇提高到50年一遇。在供水方面，每年向阜新、义县及锦州电厂等提供城市生活及工业用水2.02亿m3。在灌溉方面，向辽河三角洲地区提供农业用水2.67亿m3，增加灌溉面积133㎞2，并有效提高滨海地区153㎞2苇田供水保证率。此外，水库多年平均发电量2213万kw·h，并可提供45㎞2的养鱼水面，年产鱼34万kg。

2 初期低水位运用的原因

白石水库工程于1999年汛后下闸蓄水，2000年底基本建成。从目前情况看，主体工程已经投入正常运用，水库能起到初设要求的防洪作用，工农业取水口及电站也达到了原设计要求。但由于受资金条件限制，库区移民动迁和铁路、公路专项改建工程已不能同步完成，而与其配套的辽河三角洲二期农业综合开发工程及阜新引水工程近期又不能实施，水库建成初期不能发挥原设计的供水效益。

其次，作为大凌河流域最下一级控制性骨干工程，白石水库的防洪任务是最为重要的。洪水调节计算结果表明，水库枢纽主体工程必须全部建成才能发挥预定的防洪作用。当大坝12个底孔及11个表孔建成后，泄流能力达到初设要求，能投入正常运用。初期降低水位有利于保持有效库容，这样水库就能起到更大的调节作用，对下游更安全。

此外，大凌河是一条含沙量大的河流，上游虽有阎王鼻子拦截了部分干流来沙，但干流及支流平均每年入白石水库仍达1442.2万m3泥沙，而且水库淤积有大水年份淤积多，建库之初淤积强度大的特点。如果采用初设阶段的运用方式，则库容损失较大，水库有水没处供的局面。

3 水库初期运用原则

(1)以防洪为主，确保将下游防洪标准由20年一遇提高到50年一遇。

(2)暂不考虑下游辽河三角洲第二期农业综合开发用水。

(3)基本满足下游阜新、北票、义县及锦州电厂等既有城镇现状水平的工业及生活用水要求。

(4)库区淹没控制条件为:50年一遇洪水不淹没影响库区锦州—承德线铁路金峙寺铁路桥，20年一遇洪水不淹没北票—大板公路(桥)。

(5)枢纽安全:大坝主要建筑物为500年设计，设计洪水位132.27m;5000年校核，校核洪水位133.88m。水库初期运用期间坝前水位的控制条件为:500年一遇洪水入库不超过设计洪水位，5000年一遇洪水入库不超过校核洪水位，以确保大坝枢纽防洪安全。

4 水库初期运用方案

4.1 方案一

供水方案。采用蓄清排浑运用方式，运用水位分两个阶段:前5年由于阜新市引水工程尚未建成，为避免泥沙过多淤积及减少库区淹没损失，防洪限制水位和死水位均为98.5m，与底孔出口挑坎高程齐平，基本是空库，正常高水位113.0m。五年后开始为阜新供水，运用水位适当抬高，确定防洪限制水位为113.0m，死水位 108.0m，正常高水位为 115.0m，每天可给阜新市供水12万吨。

4.2 方案二

发电方案。采用蓄清排浑运用方式，运用初期10年内水位不变，防洪限制水位113.0m，死水位108.0m，正常高水位推荐115.0m。

4.3 方案三

发电、供水兼顾方案，采用蓄清排浑运用方式，运用水位与方案二相同。

5 水库初期运用方案比较

5.1 技术比较分析

5.1.1 方案一

第一种方案的前5年不要求供水，为尽可能保持有效库容，采用空库运用，即每年大汛到来之前放空水库，空库迎洪，确定死水位和防洪限制水位都为排沙底孔出口挑流鼻坎高程98.5m。这一方面对防洪有利，有尽可能大的调洪库容来调洪，实现将下游防洪标准由20年一遇提高到50年一遇。当遇大于50年一遇洪峰尽量利用富余的防洪库容调蓄洪水，减少下游洪灾损失，对有效库容的保持有利。初期5年运用水位低，排沙比大，对排沙有利，库容淤积少。

后5年采用正常高水位115.0m，汛限113.0m，死水位108.0m。虽抬高了运用水位，但当洪峰峰前流量超过800m3/s时，全开12个底孔敞泄，迅速把水位降到死水位108.0m。当洪峰到来时，从较低水位开始调蓄，对排沙有利。从泥沙淤积角度看，115m方案的排沙比最大，对长期保持有效库容有利。

5.1.2 方案二

初期运用水位及运用方式在10年内不变。运用10年后库区淤积1.16亿m3，其中死水位下淤积0.5亿m3，正常高水位下淤积1.13亿 m3，排沙比为65.1%，淤高0.86m，比方案一多淤积0.38亿m3。与方案一相比，各频率洪水坝前水位和库区回水抬高，回水末端上移，库区泥沙淤积加剧，库容损失增大，防洪库容减少。如再抬高防洪限制水位和死水位，将不能满足库区两座桥梁的淹没控制条件。

5.1.3 方案三

2005年前不考虑向阜新供水，只考虑发电。2005年后考虑向阜新供水，并尽可能多发电。前5年运用方式及水库特征水位与方案二相同，后5年在尽可能多给阜新供水时，尽量多发电，多年平均发电量为1128.78万度，新增阜新供水9万t/d。

5.2 经济比照分析

三种方案的经济比照见表1。

由以上技术经济比照可见，如果阜新引白水源工程能够在2005年投入正常运行，则方案一初期10年收益最大。从库容成果看，方案一库容淤损较方案二的淤损减少0.38亿m3。如果阜新引水工程于2005年尚不能建成，可考虑方案二，其间如引水工程在2010年前建成，可供水9万t/d。

6 结论

综合考虑，我们选用第一方案。但水库的运用方式不是一成不变的，如果在使用期间中遇到极为不利的来水来沙条件，加剧了库区泥沙淤积发展，影响正常效益发挥时，则应立即改变运用方式，加强排沙。今后应该加强泥沙观测，掌握水库淤积和泥沙运行规律，使白石水库永葆青春，长期为辽西经济发展服务。

表1 三种方案的经济比照