石城子水库调度规程设计

□朱苏秦（新疆哈密地区石城子水系流域管理总站）



石城子水库调度规程设计

□朱苏秦（新疆哈密地区石城子水系流域管理总站）

摘要：按设计要求并结合水库工程实际情况，在服从防洪总体安排、确保水库工程安全的前提下，结合石城子水库洪水资料和洪水季节性变化规律，开展石城子水库防洪调度和兴利调度规程设计，编制《石城子水库调度规程》。实施后，效果表明：洪水调度处理及时，能够发挥水库防洪效益，确保水利枢纽工程安全；水库调度为哈密地区石城子水系流域供水、灌溉提供有利条件，能够有效的利用水库增加发电量。

关键词：石城子水库；调度规程；设计；实施效果

0　引言

石城子水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪的综合利用的中型水利工程[1]。水库集雨面积822km2，多年平均径流量为8331万m3，总库容1945.50万m3，有效库容1794.60万m3。目前，该水库控灌面积约2万hm2，并担负着下游哈密市区24.63万人生命财产的防洪保安任务。

石城子水库是以供水为主，兼有防洪、灌溉、发电、维护生态等综合利用效益的中型水利工程。水库调度的基本任务是：按设计要求并结合水库工程实际情况，在服从防洪总体安排、确保水库工程安全的前提下，充分体现一水多用的原则，实现防洪、发电、灌溉相统一的最佳目标。

1　调度条件和依据

2004年1月，石城子水库鉴定为三类坝，2009年对大坝安全鉴定存在的问题进行加固处理，2010年通过下闸蓄水验收，大坝防洪标准为千年一遇的校核洪水标准。根据石城子河流域内头道沟水文站和白吉水文站实测54 a洪水资料以及调查洪水资料分析，石城子河流域洪水类型可分为以下几种：

①融雪型洪水。该类洪水主要集中在4-5月，一般峰不高，时程分布比较平坦，呈一日一峰的多峰过程；②夏季的暴雨型洪水。该类洪水特点是陡涨陡落，峰高量大，破坏性极强，如1961 年7月21日洪水，降雨历时20 h，山区暴雨中心降雨量达93.40 mm，石城子河最大洪峰流量290 m3/s，三日洪量达853万m3；③暴雨融冰雪混合型洪水。此类洪水洪峰不及暴雨型洪水高，但历时长，洪量大，陡涨缓落，一般呈双峰型，如1977年6月6日洪水，整个洪水过程持续数天，最大洪峰流量为53.10 m3/s，三日洪量达607万m3。

根据石城子河流域洪水季节性变化规律，将石城子水库分期设计洪水分为枯水期11月至次年2月、主汛期4-8月及过渡期3、9、10月。

2　防洪调度设计

2.1调度任务

根据规划设计确定的水库各洪水标准、防洪调度方案、下游防护对象的防洪标准、下游防洪通道的行洪能力，按照互相配合运用的原则，当遭遇常遇洪水时，在确保工程安全的前提下，拦蓄全部洪水或部分洪水，控制下泄流量。当遭遇超百年一遇稀遇洪水时，要采取一切措施，确保大坝安全，并尽量减轻下游的洪水灾害。

2.2调度原则

2.2.1确保水库大坝安全的原则

在确保水库大坝安全的前提下，充分利用水库的防洪库容，最大限度地发挥水库的调蓄作用。当水库泄洪与下游防洪通道防洪发生矛盾时，下游防洪通道行洪必须服从水库安全度汛。

2.2.2以实时信息为依据科学调度的原则

在洪水发生的某一时刻，以石城子水库入库洪水过程，石城子水库承雨面积内已出现的和预测可能出现的降雨量实时信息为主要依据，拟定实时洪水调度方案，进行科学调度。

2.2.3正确处理水库防洪与兴利关系的原则

充分利用水库调节作用，合理利用洪水资源。

2.3调度方式设计

在常遇洪水情况下，针对不同类型洪水，采取不同的调度运行方案；当遇超设计标准洪水时，启动《石城子水库防洪抢险应急预案》，遵照哈密地区防汛抗旱指挥办公室命令执行。

3　兴利调度设计

3.1调度任务

根据规划、设计和石城子水库工程多年实际运用情况，在确保工程安全的前提下，最大限度发挥水库调蓄作用。并依据兴利部门之间的主次关系，尽可能满足各用水部门的要求，统筹兼顾，科学、合理地调配水量，充分发挥水库的综合效益。

3.2调度原则

根据兴利部门的用水方式特点，结合气象部门提供的中长期天气预报和水库历年水文资料进行分析，编制当年的各月供水调度计划。

水库实际控制运行水位，由哈密地区石城子水系流域管理总站根据中长期天气预报及下游石城子灌区用水情况等，按实时调度原则，做出适当调整并报哈密地区防汛抗旱指挥办公室备查。

在确保工程安全的前提下，按照“发电服从供水、灌溉”的原则，充分发挥水库的综合效益。

按照“汛前腾空、汛后蓄满”的原则，合理利用洪水资源。

3.3调度方式设计

石城子水库兴利运用以灌溉为主，兼顾发电，常规调度设计如下：①5月25日至6月25日初汛期，应增大发电量，控制水位在汛限水位1775 m以下。②6月26日至7月26日为主汛期，兴利调度以发电为主，尽量抢水多发电，减少弃水量，控制水位在汛限水位1780 m以下。③7月27日至8月20日后汛期，为了保证灌溉用水，发电与灌溉结合，控制水位在汛限水位1775 m以下。④9月份以后，来水量减少，根据库水位进行发电调度，控制汛末水位1775 m以下，以供冬季调节发电量和次年春灌用水。

4　调度规程的主要内容及实施效果

4.1调度规程主要内容

《调度规程》是石城子水库调度运行的法律性文件，该规程是根据工程的特性和具体情况，依据国家现行的有关法律法规、规程规范及石城子水库规划、设计和加固的审批文件，并参考有关调度运行安全、充分发挥工程综合效益、调度技术参数优化等方面的专题研究成果进行编制，主要内容包括6个部分。

4.1.1总则

为总纲性内容，包括编制该规程的目的及依据、水库调度的基本任务、坚持的基本原则、主要工作内容、运行管理单位的职责等规定。

4.1.2调度条件与依据

主要是对水工建筑物及金属结构安全运用条件和水库运行参数及主要指标进行汇总，其中水库运行参数及主要指标包括水库特征指标、入库洪水特性、入库洪水系列的生成、水库多年运用情况、库水位与锥形阀关系曲线、水位与库容曲线、水位与泄流曲线以及水库概况等。

4.1.3防洪调度

包括调度任务与原则（汛期划分、调度任务、调度原则和调度权限）和防洪调度方式，其中调度方式是针对不同类型的洪水，制定不同的调度运行方案。

4.1.4兴利调度

主要包括调度任务与原则（调度任务、调度原则和调度权限）和调度方式，其中调度方式强调兴利调度时应以灌溉为主，兼顾发电，且规定常规时段的调度方式。

4.1.5水库调度管理

主要包括编制年度防洪调度方案、洪水调度管理、兴利调度管理、汛期调度管理和水库管理等内容。

4.1.6附则

主要包括水库调度规程修订条件、水库调度规程解释权和水库调度规程实施等规定。

4.2实施效果

《调度规程》实施之后，石城子水库在实施调度时可以做到有章可循，调度工作也较规程制定之前顺利。在历次洪水调度中，不仅可以做到及时开闸，确保水利枢纽工程的安全，同时也可以满足下游防洪的需求，进而充分发挥水库的防洪效益。在供水和灌溉方面，基本上可以保证供水和灌溉引水的水位要求，为哈密地区石城子水系流域各部门供水和农业灌溉及抗旱提供有利条件。在发电方面，通过有效实施水库调度，减少水库弃水，增加发电量，同时电站可以为电力系统供应一定的电量。

当然，制定出调度规程并不能解决全部问题。一方面《调度规程》需要灵活运用，要力求发挥水文预报和气象预报的作用，这就需要在这方面投入更多的科技力量，使其预报的更加准确和及时。在洪水发生之前，能够及时加大泄流量，增加水电站出力，以腾空库容；在洪峰过后，需要根据实际情况，抓住有利时机，适当提前关闸，以满足水库发电的水位需求，但要将水库水位降落至防洪限制水位之下，这样既可以减少弃水量，又能够提供径流的利用效率。另一方面，在执行《调度规程》的过程中，还会遇到一些新的问题，如灌溉用水和限制水位之间的矛盾、下泄流量与下游河道生态用水之间的矛盾等。因此，应根据石城子水库周围环境的实际变化情况，及时总结经验，研究及修正已制定《调度规程》的相关内容，使其更加符合实际情况，发挥出更大的综合效益。

5　结语

水库调度规程的准确制定，能够使水库有效调度及管理做到有章可依，使水库能够更好地发挥其综合效益。结合石城水库洪水资料，编制出石城子水库《调度规程》。规程实施后，洪水调度处理及时，确保了水利枢纽工程安全，能够发挥水库防洪效益；水库调度也为哈密地区石城子水系流域供水、灌溉提供有利条件，能够促进水库资源的有效利用。同时针对规程实施过程中存在的不足，提出了应注意的环节，为更好地发挥石城子水库的综合效益提供指导。

参考文献

[1]骆光晓，若孜汗·塔依尔.浅析新疆哈密地区洪旱特征及其防御对策[J].水资源研究, 2008, (3): 35-37.

[2]骆光晓，若孜汗·塔依尔.新疆哈密石城子河流域水文水资源分析[J].干旱区研究, 2008, 25(4): 478-484.

[4]尹进莉.石城子河流域降水量特征及其变化趋势分析[J].黑龙江水利科技, 2007, (1): 122-123.

（责任编辑：赵鑫）

收稿日期：2016-01-02

中图分类号：TV697

文献标识码：B

文章编号：1673-8853（2016）03-0082-02