调整铁甲水库汛限水位的分析
2014-01-08尚尔君陈长山
尚尔君，陈长山
（1.辽宁省观音阁水库管理局，辽宁本溪 117100；2.丹东市水利勘测设计研究院，辽宁丹东 118001）
1 基本情况
铁甲水库于1958年9月动工兴建，1961年大坝部分蓄水，1964年完工。原设计以灌溉为主兼顾防洪、除涝、发电和养鱼等综合利用的水库。原设计洪水标准为200 a，校核洪水标准1 000 a。设计洪水位91.55 m，相应库容2.18亿m3，校核洪水位92.50 m，相应库容2.34亿m3。
水利部松辽水利委员会以松辽规计[1999]355号文《关于辽宁省铁甲水库除险加固工程初步设计的批复》同意对水库进行除险加固。根据国家《防洪标准》（GB50201—94），加固后水库按200 a一遇洪水设计，2 000 a一遇洪水校核，设计洪水位92.23 m，相应库容2.28亿m3，校核洪水位为93.59 m，相应库容2.56亿m3。
2 设计洪水
2.1 除险加固初步设计中设计洪水
除险加固初步设计中采用辽宁省1982年编制的《辽宁省暴雨洪水查算图表》计算成果见表1。
表1 除险加固初步设计洪水成果
2.2 复核设计洪水
依据1998年辽宁省水文水资源勘测局编制《辽宁省暴雨洪水查算图表计算方法》复核铁甲水库设计洪水。成果见表2。
表2 复核设计洪水成果
复核后成果比原除险加固初步设计采用成果小，其中：一日洪量小0.4%～1.4%，三日洪量小2.1%～2.5%，洪峰流量小5.5%～7.5%。
3 调度原则及成果
3.1 除险加固初步设计调洪原则
（1）根据兴利要求确定汛限水位为87.80 m；
（2）频率小于2%及以下，下泄流量不大于200 m3/s；
（3）频率小于0.5%及以下，下泄流量不大于700 m3/s；
（4）隧洞放流为常数40 m3/s。
3.2 调洪成果对比表
调洪成果对比见表3。
表3 调洪成果对比表
4 提高防洪效益的调度原则及成果
4.1 提高防洪效益的调洪原则
（1）根据兴利要求确定汛限水位为87.80 m；
（2）水位达到正常高水位89.10 m以前，只发电放流24 m3/s，超过正常高水位89.10 m以后，控制泄量130 m3/s；
（3）按以上原则调度，对频率10%洪水，调节得到防洪高水位1；
（4）按上述原则调度，对频率2%洪水，调节当水位超过防洪高水位1，控制泄量700 m3/s得到防洪高水位2；
（5）当水位超过防洪高水位2以后，敞泄。
4.2 调洪成果
按除险加固初步设计洪水成果调节，各特征水位见表4。
表4 新调度原则调洪成果表
5 防洪限制水位的选择
5.1 现有的防洪限制水位
目前，铁甲水库运行采用的防洪限制水位是采用动态管理的分级提高的限制水位。即8月10日前，86.60 m，相应库容 12 725万 m3；8月 11日～9月10日，88.00 m，相应库容14 927万m3；9月11日以后，89.10 m，相应库容16 900万m3。
5.2 年最大洪水分布
因铁甲水库为多年调节水库，对防洪调节影响较大的是洪水总量，而不是洪峰流量，因此对铁甲水位1964～2005年运行资料进行分析。得到年最大三日洪量出现在7月20日以前的年份有10年，占23.8%；出现在7月20日至8月10日之间的年份为21年，占50.0%，且较大洪水均出现在该时段；出现在8月10日至9月10日之间的年份为11年，占26.2%。9月10日以后没有出现过。年最大洪量分布见图1。
图1 铁甲水库年最大三日洪量分布图
5.3 汛限水位的选择
上述的汛限水位，自水库建成以来，一直采用至今。水库建设之初是以灌溉为主要任务，如今以灌溉和供水为主要任务。因为兴利任务的变化，汛限水位应作相应变化。
根据1964～2010年径流系列资料分析，8月11日至第二年4月1日育苗期供水前，多年平均来流量为3 142万m3，扣除这一时段的生活及工业供水1 264万m3，得到1 878万m3。而汛限水位86.60 m，相应结合库容4175万m3大于1 878万m3，第二年的供水不能得到保证。汛限水位应提高至88.06 m。9月11日至第二年4月1日育苗期供水前，多年平均来流量为2 125万m3，扣除这一时段的生活及工业供水1 093万m3，得到1 032万m3。而汛限水位88.00 m，相应结合库容1 973万m3大于1 032万m3，第二年的供水将得不到保证。汛限水位应调整至88.56 m。
汛限水位的设置是满足防洪要求的前提下，尽量降低坝高。而对于己建的水库，拦河坝坝高已经确定，应满足兴利尽量抬高汛限水位。按此原则，由兴利确定汛限水位最低为88.06 m；由防洪确定的汛限水位最高为87.80 m。
建议：动态管理汛限水位，8月10日前87.80 m，8月10日后88.56 m，9月10日后89.10 m。
