青山水库枢纽工程水资源供需平衡分析及其洪水调节计算研究

张利君

(绥中县西甸子水利服务站， 辽宁 绥中 125200)

青山水库枢纽工程水资源供需平衡分析及其洪水调节计算研究

张利君

(绥中县西甸子水利服务站， 辽宁 绥中 125200)

本文针对六股河流域的青山水库枢纽工程历年洪水洪量等实际情况，对2020年水资源供需平衡进行预测，通过采用典型年法对地区洪水进行调节，分析了不同频率下的洪水洪量调节效果，并对青山水库的水位、洪量、洪峰情况提出了合理性分析，指导六股河流域地区及其洪水多发区防洪枢纽工程设计和施工。

枢纽工程； 水资源； 供需平衡； 洪水调节

洪水问题不仅关系到地区经济和社会稳定，还关系到水资源的合理利用、减少水土流失和污染浪费，并逐渐成为制约地区发展的不稳定因素之一[1-2]。因此，积极深入研究水资源供需平衡，分析和计算洪水调节调配管理，合理利用洪水洪量极为必要。

目前，针对水资源供需平衡及其供水调节的研究主要包括：公臣[3]基于临沂市浚河三和水库工程进行推演演算，对频率P=1%、P=2%情况下进行洪水调节，为三和水库的洪水调整提供了借鉴；韩吉旭[4]分析了李金水库的洪水洪峰变化规律，通过流量计计算了洪水洪量值，并确定了调节结果，为除险加固工程建设提供理论支撑和数据支持；胡应权[5]介绍了乌江梯级思林、沙沱电站具有大区间日调节水库的特征，分析出开展调度工作的原因，阐述了洪水调度的制约因素，强调洪量预报法在快速决策中的作用，并进行了应用分析及实例验证；蒋涛[6]计算了不同方案下的头屯河水库除险加固设计成果，确定了洪水调整成果，得出了设计水位与校核水位等。此外， 雷武奎、程富、刘森[7]、李浩[8]、罗骏燕[9]、秦守田等[10]也对该问题进行了研究，并取得了一定的研究成果。

但是，以往的研究中在水资源供需平衡以及洪水调节方面仍存在较多值得商榷的地方，因此，针对六股河流域青山水库枢纽工程进行水资源供需平衡分析及其洪水调节分析，展开水资源的合理利用，对地区水环境的调配和管理具有重要意义。

1 流域水资源概况

1.1 流域概况

六股河干流多年平均径流量为33470.7万m3，工农业回归水456.7万m3，可利用水量33927.4万m3，设计水平年需水量为9229.0万m3，多年平均供水量为16976.8万m3(平山水源工程多年平均从六股河流域取水2610.2万m3)，多年平均缺水357.4万m3，多年平均蒸发渗漏损失为2631.2万m3。

六股河流域多年平均径流量为54346.4万m3，回归水量为563.8万m3，多年平均可利用水量54910.2万m3，设计水平年地表水总需水量为13092.0万m3，多年平均供水量为19596.7万m3(其中：平山水源工程多年平均从六股河流域取水2610.2万m3)，大中型水库蒸发渗漏损失为3301.2万m3，流域内缺水529.9万m3，多年平均入海水量为34219.5万m3，2020年设计水平年六股河流域地表水资源开发利用程度为42.13%。

1.2 水资源供需平衡分析成果

青山水库建成后，六股河流域设计水平年2020年水资源供需平衡分析成果见表1。

表1 2020年六股河流域水资源供需平衡成果表 单位： 万m3

2 地区防洪标准

根据《辽宁省葫芦岛市六股河流域规划报告》，青山水库建成后将绥中县城防洪标准由30年一遇提高到50年一遇，青山水库以下两岸农田防洪标准由10年一遇提高到20年一遇[11]。根据六股河流域地区防洪要求、堤防防洪标准及安全泄量，青山水库控制运用条件为：

a.绥中县城防洪标准为50年一遇，安全泄量为8700m3/s。

b.青山水库以下六股河两岸农田防洪标准为20年一遇，安全泄量为5020m3/s。

3 地区洪水调节计算

3.1 洪水调节流量成果计算

六股河流域设计洪水地区组成采用典型年法，洪水典型的选择考虑了以下两种情况：ⓐ暴雨中心在青山水库以上，有1977年、1998年2个典型年；ⓑ暴雨中心在青山水库以下区间，有1964年7月、1964年8月、1969年、1975年4个典型年。采用上述6个典型洪水成果，按水库控制运用条件及青山水库防洪调度运用方式，对不同正常蓄水位方案进行地区洪水调节计算[12]。经计算：频率P=5%时，水库水位86.68m，相应库容3.56亿m3；频率P=2%时，水库防洪高水位为87.92m，相应库容3.94亿m3。六股河绥中站控制断面的组合流量见表2。

表2 六股河绥中站洪水组合流量成果表

3.2 枢纽洪水调节成果

采用地区洪水调节计算确定的水库调度运行规则，分别进行各正常蓄水位方案的水库枢纽洪水调节计算。不同正常蓄水位方案洪水条件计算成果见表3。

表3 水库枢纽洪水调节计算成果表

通过表3可知：在正常蓄水位为85.7m时，分别就频率为20%、10%、5%、2%、1%、0.2%和0.02%对青山水库枢纽洪水进行调节，随着频率的逐渐减小，最大洪峰值逐渐增大的同时最大泄量也在逐渐增大，与此相应的最大水位也在逐渐增大，三者之间成正相关关系。但是，最大洪峰、最大泄量和最高水位没有统一的本构关系。根据统计结果，计算出不同频率下的最大库容量。

图1 青山水库(P=5%)洪水调节过程线

图2 青山水库(P=2%)洪水调节过程线

图3 青山水库(P=0.2%)洪水调节过程线

图4 青山水库(P=0.02%)洪水调节过程线

根据近些年洪量实际情况，绘制了P=5%、P=2%、P=0.2%、P=0.02%的水库洪水调节过程示意图，如图1～图4所示。根据青山水库枢纽洪水调节计算成果，水库500年一遇设计洪水位为91.80m，相应库容5.24亿m3；水库5000年一遇校核水位为95.40m，相应库容6.61亿m3。洪水设计水位校核变化为3.93%，库容变化为26.1%，可见频率对洪水调节成果至关重要。

4 结 语

洪水发生频率高、破坏性大，不仅严重威胁人民的生命财产安全，而且极易造成水土流失、水资源污染等恶劣问题，极大地影响地区的经济发展和社会稳定。本文针对六股河流域的青山水库枢纽工程历年洪水洪量等实际情况，预测了六股河流域设计水平年2020年水资源供需平衡分析成果，为该流域的洪水设计提供数据支撑；此外，通过采用典型年法对地区洪水进行调节，对不同频率20%、10%、5%、2%、1%、0.2%和0.02%作用下的洪水洪量进行调节，对青山水库的水位、洪量、洪峰情况进行了合理性调整，为六股河流域地区的洪水调节提供借鉴，同时研究成果可为洪水多发区洪水设计和措施调整提供指导。

[1] 曹婷婷.某工程洪水调节和防洪特征水位选择[J].河南水利与南水北调,2016(6):13-14.

[2] 陈秀煌.病险水库除险加固设计洪水调节计算存在问题的探析[J].企业科技与发展,2012(13):132-134.

[3] 公臣.临沂市浚河三和水库工程洪水调节计算[J].治淮,2014(6):12-13.

[4] 韩吉旭.李金水库除险加固洪水调节计算与分析[J].地下水,2016(1):129-130.

[5] 胡应权.洪量预报在典型串联日调节水库洪水调度决策中的应用[J].水利水电快报,2015(4):32-33+37.

[6] 蒋涛.头屯河水库洪水调节复核分析[J].广东水利水电，2015(5)：12-14.

[7] 雷武奎,程富,刘森.Excel VBA在施工洪水调节计算中的应用[J].黑龙江水利科技,2011(5):72-73.

[8] 李浩.莫家沟水库除险加固的必要性和洪水调节计算[J].中国科技信息,2011(14):39-40.

[9] 罗骏燕.不规则溢洪道水库洪水调节实例分析[J].黑龙江水利科技，2013(7)：47-49.

[10] 秦守田,臧永顺，洪文彬，等.行近流速水头对低水头水库洪水调节成果影响分析[J].东北水利水电,2013(1):51-52+72.

[11] 董婷婷.辽宁省市际以上界河信息调查与成果分析[J].中国水能及电气化,2016(5):30-32.

[12] 徐飞.沈阳地区水资源短缺原因分析及对策研究[J].水资源开发与管理，2015(1)：24-26.

Research on the supply and demand balance of water resources in Qingshan Reservoir Project and its flood control calculation

ZHANG Lijun

(SuizhongCountyXidianziWaterServiceStation,Suizhong125200,China)

In the paper, the supply and demand balance of water resources in 2020 is predicted aiming at the practical conditions of water flood in Qingshan Reservoir Project of Liugu River Basin, etc. Regional flood is regulated through the typical year method. Flood regulation effects under different frequencies are analyzed. Water level, flood quantity and peak condition of Qingshan Reservoir are rationally analyzed for guiding smooth implementation of flood control project design and measures in Liugu River Basin and its flood prone areas.

control project; water resources; supply and demand balance; flood regulation

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.07.007

TV213

A

2096-0131(2017)07- 0022- 04