某水库工程汛期运行管理探讨

2015-11-04阳海英

建材与装饰 2015年38期

关键词：防洪洪水水位

阳海英

（安徽省交通航务工程有限公司　安徽合肥　230011）

某水库工程汛期运行管理探讨

阳海英

（安徽省交通航务工程有限公司安徽合肥230011）

我国是水利资源大国，同时也是水害的高发国。由于水资源地域上的不平衡，我国长江、黄河等地经常发生洪水灾害。所以对于我国来说，水库工程的汛期运行管理就非常重要，特别是汛期的运行调度，是水库管理的重点和难点。对于此，本文研究水库工程运行管理的方法，探讨如何把水库的汛期当做一种资源进行调度，从四个方面进行分析，提高我国对于洪水的防治能力，同时更好的利用水资源。

水库工程；汛期运行；管理

前言

充分利用水资源是现代社会发展的需要，把洪水控制转向洪水管理，是我国水利管理的一大突破。水库工程的汛期管理关键点在于汛限水位设计运行、水库汛末蓄水、防洪调度、人为活动等进行全面的控制。这一管理工程复杂多变，管理因素众多，同时不同的水库相应的建设工程也不一样。面对这一情况，需要我们认真分析水库的现实因素，总结出具有普遍指导意义的水库汛期管理方法。

1　某水库工程汛期分期管理

汛期指的是河水在一年中显著上涨的时期，非常容易发生洪水。对于我国而言，一般都是因为流域内的季节性变化引起的降水或者是冰雪融化造成的。我国的河流主要补水源是雨水、冰雪融水和地下水，雨水是最重要的补给。不同的地区，汛期也是不一样的。我国是明显的大陆季风气候，造成我国汛期季节性相当明显。本文所研究的水库，6～10月份的径流量占全年的73%，担着时发电量仅为50%，所以要在汛期洪水防制的基础上，进行分期调度的管理方式。其中的重点是如何进行汛期的划分。

由于每年的季节性降雨是不统一的，所以分期限水的方案并不统一，对于方案的选择以最优性为标准。在这一过程中，首先要对汛期调度进行演算，分析其中的风险，其次要模拟实测长系列资料得到的时段风险率，风险率不可超出水库原有的设计条件。模拟和优化技术是现代水库调度的基本技术。优化技术可以确定最优的调度路线，模拟技术可以确定边界条件，实时根据调度的规则进行调度，能够精确的模拟出实际的调度过程，以便在实际的汛期管理中为管理者提供数据支持和决策建议[1]。以最大化的提高汛期资源为目标，同时保证水库的防汛安全为目标。水库方面分析了以下方面：水库的发电量、淤泥、洪水风险等。决定在10月上旬来水量超过22000m3/s的下限控制流量时，推迟蓄水两旬。在10月中旬末以后进行蓄水，增加排沙期，减少水库的泥沙淤积量。根据整体流域的情况，防汛计划是在汛期，水库的防洪库容221.5亿m3，能够防治百年一遇的洪水，保障整个河段在遭遇特大洪水时能够行洪安全。同时规划整个汛期的分红量，减少分洪的损失。防洪调度规则如下：20年一遇以下的洪水以控制水位43.5～44.5进行补偿调度；20～100年一遇的洪水控制水位44.5～45m进行补偿调度；100年一遇及以上的洪水控制水位45m，同时补偿市区最大流量不超过80000m3/s。对这一流域进行防洪的补偿调度与流域以上游来水为主的典型洪水相适应，可操做性好。整个水库的库容分成三份，第一部分100亿m3，对两个分洪量相对较少的地区进行防洪补偿，第二天部分为85.5亿m3，作为流域的防洪补偿，最后一部分为36亿m3，对流域的特大洪水进行调节。

2　某水库工程蓄水动态管理

对水库工程进行动态管理主要是以预报信息为基础，在分期汛限水位的基础上发掘水库的潜力。实现这一目的，首先要建造水库防汛风险的调度模型，分析在调度的过程中可接受的风险，以及风险的判断方法。同时分析实时调度和传统汛限水位的关系，以通过调度耦合传统水位控制和分期汛限水位建立机遇约束机制，对实时调度的防洪风险进行分析与控制。水库防洪风险的调度模型如图1。

图1　水库防洪风险调度

实时进行水库的调动，虽然提高了水库运转管理的灵活性，但是所面临的风险和参变因素也相应的增加，所以必须对风险的程度和价值进行度量，分析风险的可接受水平。同时要考虑到，调度末水位是后续时段调度的起调水位，每个调度水位对应着不同的调度风险。调度期后续的来水情况是不可控个的，所以要调度期以后的风险也应该进行管理。

为了确保对预报信息的充分利用，进行风险的防范，还要加入两项机遇约束，利用预报控制调度期内实时防洪风险在限定的范围内；调度末水位可以满足抵御后续洪水的能力[2]。在该水库的风险调度过程中，假定任意时间的风险相等，根据防洪风险的调度模型分析，水库的汛限水位控制域可以使用水库风险调度的规则，在洪水来临之前降低汛限水位。在整个管理过程中，以实际测量值替代预报均值，并引进预报误差这一变量，确定了以下管理流程：在来水较小时，根据预见期为3d的水文预报，把水位的动态提高到135m以上运行，在约束条件下，根据可能出现的防洪风险进行具体数值的调节，并进行一定的预泄。在预报洪峰到来时，水库以低水位运行，库容预留较大。洪水末期，水库以退水部分抬高水位，增加发电量。通过对1887年到现在的洪水分析，这一方法可以把防洪风险控制在2.46×10-4。

3　某水库闸门泄洪管理

在整个水库工程的汛期运行管理过程中，闸门的最优控制是工程中的难点问题，这是因为在实际的水库调度中，控制因素非常的多，这些因素会造成优化调度结果与理论计算的结果发生偏差。这其中还涉及到闸门的对称开启、开度与某一尺寸构成倍数关系等。在该水库的汛期管理中，对于泄洪时闸门的开启具有以下几项：①住闸门运用水位在135～180m之间，由中间向两边均匀间隔对称开启，关闭时与开启程序相反；②导流底孔在水位到达140m时运用，在中间向两侧开启的同时，尽快开启来两侧测的3个边孔；③排沙孔在水位到达135～150m时运用；④厂房在最低水位到达135m时运行，机组发电的最低水位是61m；⑤进行泄洪时，首先由电站投产机组进行过流，如果达不到泄量要求，就开启深孔泄洪。如果还是没能达到要求，再开启导流底孔进行泄洪。

在洪峰来临之前，先进行一定的预泄，清空水库的库容，在限定条件下，水库的最低水位可降到133m。如果洪水较大，出库量维持在70000m3/s左右，最大限度的进行削峰[3]。在洪水退水时，出库量和入库量的保持相同，防止水位的升高，减少下游的损失，同时利用高水头发电。当来水小于下游河道的安全洪流时，水库按照下游河道的安全行洪量进行泄洪，同时调整洪末水位到汛限水位。

4　人员管理

人员管理也是水库汛期运行的重要方面，只有对人员进行优化的配置，才能做好汛期的管理工作。在汛期检查期间，安排工作人员驻守大坝，提供实时的数据，并进行测量仪器的看护与监督。每天检查溢洪道闸门、高边坡、大坝沉缝等，检查完后进行表格的填写，并进行签名。记录有关水位变化、建筑物异常的情况，详细的填写发生的时间、部位、参检人员的名单等。在日常的工作中，做好职员的培训教育工作，对工作人员进行机械操作和应急情况的考核，以便在汛期来临后工作人员能够熟练的处理各种意外情况。同时，要做好对内的通讯联络工作，在汛期期间，实行领导值班制，以便从整体上对水库进行管理。相关的领导要保持24h都能进行联系。

同时，在实际的工作中，我们还要注意人类活动对于水库汛期管理所造成的影响。比如大气化学成分的变化、毁林造田、土地利用的变化等。