北海市旺盛江水库洪水调度研究

2013-10-23庞英伟

水利规划与设计 2013年11期

庞英伟

（广西玉林水利电力勘测设计研究院广西玉林 537000)

1 水库概况

旺盛江水库位于广西博白县、浦北县、合浦县的交界处，浦北县石埇镇旺盛江村。主坝距合浦县城区70km，距北海市城区120km，石埇镇至旺盛江主坝的四级公路从坝首通过，交通比较便利。旺盛江水库是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、供水等综合利用的大（2)型水利工程。旺盛江水库是合浦水库的组成部分，与小江水库联合运行起输水走廊作用。水库控制集雨面积133km2，总库容1.373亿m3。水库主要建筑物包括：主坝1座、副坝39座、溢洪道5座、放水涵管及隧洞30座，连通渠10处。水库与小江水库联合设计灌溉面积5.41万hm2，有效灌溉面积4.67万hm2，最大实灌5.27万hm2，防洪保护下游人口52万人，耕地2.67万hm2，发电装机8台共1520kW。

2 主要建筑物特征

2.1 主副坝

（1)主坝。旺盛江主坝为均质土坝，坝顶长 295m，坝顶高程 50.04m，最大坝高 28.8m，坝顶宽 6.7m，坝顶为泥结石路面，上游防浪墙顶高程为51.15m。

（2)副坝。旺盛江水库共有副坝39座，基本为均质土坝，坝顶高程49.50～50.24m，坝顶长度 40.0～686m，最大坝高 5.80～19.88m，坝顶宽度3.60～8.5m。

2.2 溢洪道

旺盛江水库共有5座溢洪道，除古楼坡溢洪道外，其余溢洪道均为堰闸形式。

第 1溢洪道位于浦北县石胴镇下坝村附近的山坳上，建于1960年，为有闸门控制宽顶堰。溢洪道进水口呈喇叭形，闸室段为有闸门控制的宽顶堰，闸室底板高程为42.7m，安装8m×7.35m（B×H)弧形钢闸门2扇。

第2溢洪道位于旺盛江水库主坝南面约2km处，建于 1960年，为有闸门控制宽顶堰。溢洪道进水口呈喇叭形，闸室段为有闸门控制的宽顶堰，闸室底板高程为42.73m。安装了12.0m×5.0m（B×H)弧形钢筋混凝土闸门1扇。

第3溢洪道位于主坝与导流坝之间，即主坝左坝端，1986年 5月竣工，是旺盛江水库的主要排洪建筑物。该溢洪道进水口呈喇叭形，闸室段为有闸门控制的驼峰堰，堰顶高程为40.86m，安装10m×6.3m（B×H)弧形钢闸门3扇。

第4溢洪道位于2#引堤右坝端，沿山坡布置，该溢洪道控制段溢流堰的堰型为实用堰，堰前缘宽16.5m，堰顶高程44.27m。闸墩上设检修及工作闸门，工作闸门共设5扇平板闸门控制，闸孔尺寸均为 2.5m×2.5m（B×H)，启闭设备采用 5台QL-2×10t手电两用螺杆机。

第5溢洪道（古楼坡)位于六湖2#坝的左侧30m处，为开敞式溢洪道.溢洪明渠段长 104m，宽24.0m，进口高程为46.87m。

2.3 连通渠

连通渠包括引堤1#坳连通渠、引堤2#坳连通渠、引堤3#坳连通渠、渡槽出口连通渠、罗马田连通渠、曲樟连通渠、马长冲连通渠、曼头墩连通渠、石江连通渠、马王塘连通渠。

3 洪水调度的复杂性

旺盛江水库流域属南亚热带季风气候，温暖湿润，光热充足，全年无霜，雨量充沛。本流域地形东面是高山，形成一道天然屏障，西面地势较低，是南流江沿岸，受台风影响较大。其洪水绝大部分受台风影响，暴雨多发生在6、7、8月份，多年平均年最大24小时暴雨均值为160mm，2000年一遇校核标准年最大 24小时设计暴雨656mm，100年一遇设计标准年最大24小时设计暴雨438mm。

旺盛江水库与小江水库联合运行起输水走廊作用，小江水库的水通过旺盛江水库后灌溉农田和向北海市供水。旺盛江水库是由人工渠连接的中小型水库群组成的大（2)型水库，自东北向西南分布形成狭长的水网，起到输水和径流调节的作用。水库群包括旺盛江主库、苏众子库、罗马田子库、六湖子库、马王塘子库等等。旺盛江水库共有 5座溢洪道，正常蓄水位 46.87m，除古楼坡溢洪道为自由出流外，其余4座溢洪道均为有闸门控制。由此看出，水库洪水调度比较复杂。

4 水库调度运行方式

根据水库实际，结合现状防洪情况，通过严格控制蓄水确保水库及上下游安全。旺盛江水库每年汛期严格执行自治区防汛抗旱指挥部下达的水库控制运用计划，确保旺盛江水库科学调蓄洪水，发挥水库最大防洪减灾效益。近年来旺盛江水库汛期控制运用水位，主汛期（5月21日～8月31日)46.34m；后汛期（9月1日～9月30日)46.87m。

水库在汛期的不同阶段，根据实时库水位、天气预报、预报降雨量等情况在洪水入库前进行预泄。当洪水入库时，渠首水闸关闭，小江水库停止向旺盛江水库放水，根据水库来水情况开启各溢洪道闸门并视洪水入库流量情况调整闸门开启度。在水库水位未超过正常水位前，控制下泄流量不超过入库流量，随着入库流量的增加，泄流量也加大，直至按泄水建筑物的泄流能力自由泄流。

水库 3#溢洪道主要排泄旺盛江主库与引堤之间的洪水，1#和2#溢洪道主要排泄旺盛江主库（包括六湖和马旺塘)的洪水。根据旺盛江水库的运行经验，依据洪水情况先开启2#溢洪道，其次是 1#溢洪道，最后是 3#溢洪道。水位超过46.87m时，古楼坡溢洪道自由敞泄。洪水后期及汛末视天气和水库实际水情合理调蓄运用。

5 洪水调度方案

旺盛江本库与六湖子库通过曲樟大挖方连通，六湖子库与马王塘子库通过马长冲、漫头墩大挖方连通；引堤子库和旺盛江本库通过渡槽连通。旺盛江本库有第1、第2、第3溢洪道，引堤子库有2号引堤第4溢洪道，六湖子库有古楼坡1座溢洪道，马王塘子库无溢洪道。马王塘子库汛期洪水通过马长冲连通渠流到六湖子库溢洪道排洪，故拟将水库群分为3个子库（即苏众、罗马田、旺盛江为1一个库，六湖水库为1个库，马王塘水库为1个水库)分别计算洪水，然后联合调洪。

（1)旺盛江、六湖、马王塘联合调洪计算。调洪计算分别对3个子库进行调洪，但当连通的2个水库水位不平衡时，考虑连通渠自高水位一侧向低水位水库流，其流量随两水库水位变化而变化，过流能力通过试算法推求。先假定一个过流量Q1，结合各时段入库洪水流量，对连通渠两端的水库进行调洪演算，得出两端水库洪水位，同时根据实测连通渠断面及假设的过流量Q1，以低洪水位水库相应水位为起推水位，往上游推水面线，得上游水位H1，与水库调洪求得的高水位水库调洪水位H2比较，若水库调洪求得的高水位水库洪水位 H2=H1，则假定流量正确，否则重新假定一个Q2，直到H2=H1为止。成果见表1。

（2)统一调洪计算。不考虑各连通渠的影响，将旺盛江所有水库作为一个整体，统一调洪计算。

（3)合理性分析。从联合调洪方式成果看出：马王塘水库和旺盛江水库水位差0.73m，校核洪水位马王塘水库和旺盛江水库水位差0.98m。从水库历年运行情况看，水库排洪较大的2008年洪水，2#、3#排洪道同时排洪，坝首水位为46.67m，渠首水位为47.10m，水位差0.43m，1994年洪水，1#、2#、3#排洪道同时泄洪，坝首水位为 46.52m，渠首水位为 47.22m，水位差0.7m，随着洪水位升高，泄洪量加大，水位差也增加，但没有超过 1.0m。可以看出，本研究成果基本符合实际调度情况。从结果看，建议采用联合调洪成果。