支流水库为干流增设防洪库容的合理性分析——以松阳黄南水库为例

王 霞，郑雄伟，章鲁琪(浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002)

支流水库为干流增设防洪库容的合理性分析
——以松阳黄南水库为例

王 霞，郑雄伟，章鲁琪
(浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002)

在黄南水库承担供水兴利及支流防洪任务的同时，从技术经济角度论证是否应为干流松阴溪的象溪镇等增设防洪库容.通过分析，认为支流水库为干流增设防洪库容，可削减干流洪峰，减轻干流沿岸防洪堤压力，降低干流水位，节省堤防建设投资，因此是技术可行，经济合理的水库建设方案.

支流水库；防洪库容；合理性

1 研究背景

1.1 松阴溪流域概况

松阴溪属瓯江流域上游的重要支流，发源于遂昌县垵口乡桂义岭的黄蜂洞附近山麓，经遂昌在江南堰于资口入松阳县境内，流经松古盆地.松阴溪出松古盆地流经象溪镇和裕溪乡至丽水大港头注入瓯江.松阴溪为松阳县境内最大河流，在松阳县境内流长60.5 km，面积1 301 km2，占全县面积的92.53%.小港属松阴溪最大支流，河流长64.1 km，流域面积497 km2.

1.2 松阴溪流域防洪现状

松阴溪上游已建防洪控制性工程成屏一级水库，水库坝址以上集水面积185 km2，防洪库容1 271万m3，水库防洪保护范围有限，仅保护遂昌县城妙高镇[1].松阴溪中下游松阳县境内目前沿岸已建有部分堤防，但无防洪控制性工程，下游象溪镇受洪水暴涨暴落影响，容易受灾，仅靠堤防建设不能完全解决防洪问题.

1.3 兴建黄南水库缘由及工程任务

松阳县位于浙江省西南部，地处瓯江上游，松阴溪中下游.县域内的松古盆地为丽水市域最大的盆地，是浙南重要的粮食产区，人口集聚，素有“处州粮仓”的美誉.松古盆地两侧山区和内部平原可建库的坝址已开发，但不能完全解决松古盆地的缺水问题，需另寻水源解决.松古平原下游松阴溪的最大支流小港流域面积497 km2，水量充沛，沿溪两岸人口较少.可在小港流域上兴建黄南水库，开凿隧洞引水至松古盆地的东坞水库，可利用水头先发电后注入东坞水库，经调节后补给松古盆地用水.

拟建黄南水库位于松阴溪支流小港黄南村上游，坝址以上集水面积207.8 km2，占小港流域集水面积41.8%；干流松阴溪流域面积1 981 km2，干流象溪镇以上集水面积1 855 km2.黄南水库集雨面积占干流象溪镇以上集水面积11.2%.

支流黄南水库在解决松古盆地缺水问题的同时，因其占支流集水面积比重较大，可作为支流的骨干防洪控制性工程，解决支流下游城镇的防洪问题.但支流水库占干流集水面积不大，是否应为干流城镇增设防洪库容，应通过增设防洪库容对干流城镇发挥多大的防洪效益及增加投资等技术经济比较分析来确定合理性.

2 防洪保护对象及标准

2.1 支流防洪保护对象及防洪现状

支流防洪保护对象为坝址下游小港流域的大东坝镇及两岸村庄、农田.保护大东坝镇1.2万人和2.2 km2耕地.大东坝镇现状防洪能力不足10年一遇.

2.2 干流防洪保护对象及防洪现状

干流保护对象为坝址下游干流松阴溪流域的象溪镇1.3万人和1.6 km2耕地；保护裕溪乡0.5万人和0.5 km2耕地.象溪镇和裕溪乡现状防洪能力不足10年一遇.黄南水库位置及其防洪保护对象(见图1).

图1 水库位置及其防洪保护对象示意图

象溪镇和裕溪乡的堤防建设情况(见表1).

表1 象溪镇和裕溪乡的堤防建设情况统计表

2.3 防洪标准

根据《防洪标准》(GB50201—2014)等条文，结合当地经济发展实际情况，确定坝址下游城镇防洪标准为20年一遇[2].

3 防洪调度方式选择

单个水库的防洪调度方式有：(1)固定泄洪调度.根据下游防洪保护对象的控制断面过流能力和坝址至区间的洪水流量，反推水库的固定泄洪流量；(2)防洪补偿调度.对于防护区离水库较远，两者区间流量多变的情况，一般采用这种调度方式.水库防洪补偿调度需要控制水库的泄洪量，使下游防护区代表站的流量不超过安全泄洪量，或水位不超过保证水位.当水库入流量超过保证水位相应的泄量时，超额的水量蓄于水库中；反之，当水库入流量小于该泄量时，水库可腾空部分库容，但一般不应低于防洪限制水位.制定防洪补偿调度方式时，根据区间洪水的变化特点，可以采用考虑洪水传播时间或考虑区间洪水预报，以及综合考虑防护区水位、流量、涨落率等因素；(3)错峰调度.通过水库蓄洪削峰，将不同区间洪峰相遇的时间错开，减轻防洪保护对象的防洪压力[3-5].

3.1 支流小港流域

对支流小港流域的上包水文站与干流松阴溪的靖居口水文站的实测历史洪水分析，小港流域是松阴溪干流洪峰形成的主要因素.

按防洪保护对象的重要性，自然条件及地形条件，选用大东坝镇镇政府下游约200 m处河道断面作为小港流域防洪控制断面.通过实测断面的水位流量关系计算分析，大东坝镇防洪控制断面目前河道过流能力约1 200 m3/s(水位148.1 m)，而大东坝镇防洪控制断面天然洪水20年一遇洪峰流量为1 544 m3/s.黄南坝址至大东坝区间设计20年一遇洪峰流量为996 m3/s，因此，水库采用固定泄洪调度的方式.

满足支流防洪需求，通过控制水库泄洪20年一遇不超过250 m3/s，能使大东坝镇达到20年一遇防洪标准.

3.2 干流松阴溪

选用象溪镇镇政府附近河道断面作为松阴溪干流防洪控制断面.象溪镇集镇新区位于松阴溪干流左岸，目前地面高程大都在93～94 m之间.象溪镇防洪控制断面天然洪水20年一遇洪峰流量3 833 m3/s，相应水位95.8 m.象溪镇是松阴溪干流的防洪重点.

象溪镇离水库较远，水库集雨面积只占象溪镇以上集雨面积的11.2%，坝址至象溪镇区间流量组合复杂，变化较大，水库采用防洪补偿调度方式，满足以象溪镇为代表的干流松阴溪的防洪需求.

象溪镇规划的防洪堤的20年一遇设防流量按坝址至象溪区间20年一遇设计流量3 486 m3/s设防(水位95.3 m).由于采用补偿调节，从堤防安全及调度准确性角度出发，长历时洪水以不超过现有地面高程为妥.根据断面水位流量分析，区间相应20年一遇洪峰流量2 886 m3/s，安全补偿流量按2 900 m3/s，相应水位94.5 m.黄南水库与区间洪水按此进行补偿错峰.

4 黄南水库为干流设置防洪库容合理性分析

黄南水库根据前述的下游干支流防洪保护对象要求，其防洪库容分析计算见下：

方案1：仅为支流设防，不考虑干流防洪

水库水位在20年一遇水位以下时，控制水库20年一遇及以下洪水下泄不超过250 m3/s,控制水库下泄与区间洪水叠加后至大东坝镇防洪控制断面20年一遇流量不超过1 200 m3/s.按此计算，约需要800万m3的防洪库容.

方案2：为支流和干流同时设防

在控制水库20年一遇洪水下泄不超过250 m3/s,支流大东坝镇防洪控制断面20年一遇洪水流量不超过1 200 m3/s的基础上，当松阴溪干流发生20年一遇洪水时与松阴溪干流区间洪水错峰补偿调节，当区间洪水超过2 900 m3/s安全流量时，水库关闸错峰.按此计算得黄南水库防洪库容为1 710万m3.

防洪库容方案设置综合比选表(见表2).方案1和方案2对比分析：如果黄南水库仅为支流防洪设800万m3防洪库容，不为干流设防洪库容，干流象溪镇等沿线的堤防需要加高0.5 m，加高堤防长度18.46 km，增加投资约为0.7亿元，而且堤防高度增加不利于象溪镇城镇布局和土地利用，防洪风险也大.

表2 防洪库容方案设置综合比选表

为干支流同时设防，方案2比仅为支流设防方案1的防洪库容需增加910万m3.两方案的水库正常蓄水位相同，水库征地水位相同，水库移民水位从方案1的330.5 m抬高至方案2的334.37 m.由于山区居民点分散，高程330.5～334.37 m之间没有村庄人口分布.两方案的水库淹没补偿投资相等，因此，增设防洪库容，不增加淹没补偿投资.而大坝的校核水位仅增加0.85 m，相应方案2工程大坝投资增加约0.1亿元.

综上所述，黄南水库为象溪镇等增设910万m3防洪库容，不增加水库淹没补偿投资，仅适当加高大坝即可，增加投资约0.1亿元，可以减少松阴溪干流象溪镇等堤防加高投资0.7亿元，技术经济上是合理可行的[6].

5 结 语

本文以支流水库黄南水库为例，从水库针对干流和支流选择防洪调度方式，黄南水库在为支流防洪设防洪库容同时，通过对干流防洪采用设置防洪库容和加高下游堤防的方案进行对比分析，认为支流水库为干流增设防洪库容，可充分利用水库到达一定的规模后，增加库容对投资增加的影响较小的特点，可削减干流洪峰，减轻干流沿岸防洪堤压力，降低干流水位，节省堤防建设投资，而且增加易于操作的防洪调控手段，因此是技术可行，经济合理的水库建设方案，可为其他类似水库防洪库容规模论证提供借鉴.

[1] 浙江省水利水电勘测设计院.浙江省遂昌县成屏一级水库除险加固工程初步设计报告[R].杭州：浙江省水利水电勘测设计院，2007.

[2] 中华人民共和国水利部.GB50201—2014防洪标准[S].北京：中国计划出版社，2014.

[3] 冯尚友.水资源系统工程[M].武汉：湖北科学技术出版社，1991.

[4] 叶秉如.水利计算及水资源规划[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[5] 李钰心.水资源系统运行调度[M].北京：中国水利水电出版社，1995.

[6] 浙江省水利水电勘测设计院.浙江省松阳县黄南水库工程可行性研究[R].杭州：浙江省水利水电勘测设计院，2015.

Cost-effectiveness Analysis on Flood Control Capacity of Tributary Reservoirs for Main Stream

WANG Xia, ZHENG Xiong-wei, ZHANG Lu-qi
(Zhejiang Design Institute of Water Conservancy and Hydro-Electric Power, Hangzhou 310002, China)

Huangnan Reservoir is located in Xiaogang Basin, the branch of Songyinxi River, which is used for water supply, irrigation, flood control for tributaries. The scheme of adding flood control capacity in Huangnan Reservoir for Xiangxi is discussed in this article from the aspects of technology and economy. The analysis demonstrates that the adding of flood control capacity in tributary reservoir for mainstream is beneficial to reduce peak flow and to dissolve the pressure on the flood bank of the mainstream, therefore, to lower water level and save construction cost, which is proved to be a feasible and reasonable scheme for reservoir engineering.

tributary reservoir; flood control capacity; rationality

2016-11-12

王 霞(1977-)，女，浙江杭州人，硕士，高级工程师，研究方向为水利规划与设计.

TV697

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