阎王鼻子水库洪水调度方案研究

2015-11-11韩靓靓

东北水利水电 2015年3期

韩靓靓

（辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁沈阳110006）

1 工程概况

阎王鼻子水库位于大凌河干流朝阳市肖家店村，坝址距朝阳市25 km，坝址以上流域面积9 482 km2，占全流域的41%。阎王鼻子水库是以满足朝阳市近期工业、生活用水及朝阳市郊区部分农业灌溉用水和防洪为主、兼顾发电的综合利用水利枢纽工程，工程100年一遇洪水设计，1 000年一遇洪水校核。

水库工程于1996年10月正式开工，1999年9月下闸蓄水，2000年主体工程基本建成。由于受库区移民动迁滞后的制约，水库初期运行阶段一直没能按初步设计正常蓄水位213.5 m、防洪限制水位211.0 m运行，水库运行十多年来，一直在211.0 m以下运行。

拦河坝由挡水坝段、冲砂闸坝段、溢流坝段、电站坝段和工、农业取水口坝段等组成。坝顶长383 m，共设20个坝段。冲砂闸坝段共3孔，每孔孔口尺寸为（宽×高）8 m×9 m，溢流坝由10孔溢流表孔组成，每孔净宽12 m。

2 洪水分析

在阎王鼻子、白石水库初步设计采用的洪水系列基础上，增加了大凌河建凌（宫山嘴水库）、上窝堡、朝阳、大凌河、义县、凌海站1993—2009年洪水系列。根据历史洪水调查和文献考证确定的重现期，重新进行上述各站洪峰、洪量频率计算。与水库初步设计设计洪水成果比较，均值偏小，Cv略大，设计洪水偏小，为了水库的安全及设计洪水的一致性，仍采用《阎王鼻子水库工程初步设计报告》中设计洪水成果。由于阎～朝区间集雨面积很小，且无大支流汇入，朝阳站出现洪峰只受阎王鼻子水库泄流影响。因此，洪水调节计算只考虑阎王鼻子水库设计，阎朝区间相应这一种组合。

3 洪水调度运用方式确定

3.1 水库洪水调度原则

阎王鼻子水库担任下游的防洪任务，20年一遇的洪水，水库泄流与区间洪水组合后，朝阳站的洪峰组合流量不大于5 407 m3/s；50年一遇的洪水，朝阳站的洪峰组合流量不大于7 624 m3/s；100年一遇的洪水，朝阳站的洪峰组合流量不大于9 535 m3/s。大凌河城区段防洪工程要求发生5年一遇洪水，泄量不超过1 790 m3/s，发生10年一遇洪水时，水库泄流不超过2 800 m3/s，即洪水不淹景区游道及绿化带；100年一遇洪水时水库水位不超过211.9 m，1 000年一遇洪水时水库水位不超过216.5 m，以确保大坝枢纽安全；20年一遇洪水时，库区左岸大阪村段锦承铁路及公皋营子村房屋基本不淹没。

3.2 水库现有洪水调度方案

阎王鼻子水库建设管理局在编制现有洪水调度方案时，参照水利部东北勘测设计研究院编制的《阎王鼻子水库初步设计修改优化报告》中优化方案一和辽宁省水利水电勘测设计研究院编制的《阎王鼻子水库工程初步设计报告》，并结合水库目前实际情况，初步拟定洪水调度方案如下：入库流量小于等于1 000 m3/s时，下泄流量等于入库流量；入库流量大于1 000 m3/s小于等于1 790 m3/s时，下泄流量为1 790 m3/s；入库流量大于1 790 m3/s小于等于3 480 m3/s时，下泄流量等于入库流量，但不大于2 800 m3/s；入库流量大于3 480 m3/s小于等于11 400 m3/s时，3孔冲沙闸、7孔溢流闸全部打开；入库流量大于11 400 m3/s时，3孔冲沙闸、10孔溢流闸全部打开。

3.3 优化的洪水调度运用方式

由于受库区移民动迁滞后的制约，水库初期运行阶段一直没能按初步设计的水位运行。库区左岸大阪村段锦承铁路位于断面Y5—Y6号之间，根据锦州铁路沈锦设计事务所提出的可研报告，在水库正常蓄水位为213.5 m时，考虑波浪高等多方面因素，该段路基桥需抬高3.0 m，目前，该段铁路一直没有抬高。大阪村段锦承铁路距库区8.0 km左右，水库在20年一遇洪水时，该处库水位将比坝前水位雍高0.5 m左右，为铁路安全考虑，此次洪水调度，水库防洪限制水位确定为210.0 m。

采用水库现有洪水调度方案，经调洪演算分析，20年一遇洪水时，朝阳站组合流量达到5 739 m3/s，超过朝阳市右岸20年防洪标准5 407 m3/s。2012年水库洪水调度运用采用的是流量控制方式，且流量控制级别较多，在实际操作中比较复杂，本次洪水调度在此基础上进行优化，减少了流量控制级别，综合考虑流量及坝前水位的控制方式，对阎王鼻子水库进行洪水调度。优化后的调度方式如下：入库流量小于等于1 000 m3/s时，下泄流量等于入库流量，水位维持210.0 m不变；入库流量大于1 000 m3/s小于等于1 790 m3/s时，下泄流量为1 790 m3/s；入库流量大于1 790 m3/s小于等于3 480 m3/s时，下泄流量等于入库流量，但不大于2 800 m3/s；入库流量大于3 480 m3/s时，3孔冲沙闸、6孔溢流闸全部打开；库水位h=211.8 m时，3孔冲沙闸、10孔溢流闸全部打开。依据以上原则和运用方式，对阎王鼻子水库进行各种频率洪水进行调节计算，洪水调度成果见表1。

表1 阎王鼻子水库各频率洪水调节成果表

从调洪成果看，20年一遇洪水时，朝阳站最大组合流量为5 269 m3/s，小于5 407 m3/s；50年一遇洪水时，朝阳站最大组合流量为6 507 m3/s，小于7 624 m3/s；100年一遇洪水时，朝阳站最大组合流量为9 503 m3/s，小于9 535 m3/s，水库对下游朝阳市城区的防洪作用得到保证。5年一遇洪水时，水库泄流1 790 m3/s，不超过1 790 m3/s，10年一遇洪水时，水库泄流2 800 m3/s，不超过2 800 m3/s，水库对下游大凌河城区段防洪作用得到保证。100年一遇洪水时，水库设计洪水位211.87 m，1 000年一遇洪水时，校核洪水位216.06 m，库水位没有超过初步设计，满足枢纽安全的要求。

在上述洪水调节计算成果基础上，对库区回水进行推算。20年一遇洪水时回水末端在Y11断面左右，公皋营子村50户居民基本没有影响，对锦承线（锦州~承德）及库区左岸大板村1户（位于Y4—Y5号断面之间）也基本没有影响。