北引水闸防洪调度

2017-10-19黄毅玲

水能经济 2017年6期

关键词：水闸防洪调度

黄毅玲

【摘要】随着水利建设的不断发展，水闸调度的重要性逐渐明显。因此，本文就北引水闸防洪调度进行分析，希望能够满足防洪调度的实际要求。

【关键词】北溪引水工程；水闸；防洪；调度

九龙江北溪引水工程是福建省最大的引水工程，工程由南、北港两座拦河闸和左、中、右三条引水干渠组成。九龙江北溪流域地势自西北向东南倾斜，河源至北引闸址总河长为274km，平均坡降为2.4%。

一、流域概况

（一）水文气象

九龙江流域属南亚热带季风气候，雨量充沛。年平均气温20.9°c，极端最低气温3.2°c。流域多年平均降水量1590mm。降水量的年内分配不均匀，春夏多雨，4～9月份的降水量占全年的75%。

（二）暴雨及洪水特性

九龙江北溪洪水降雨主要在4～5月锋面雨以及6～10月台风雨。考虑到流域本身与东南沿海相近接近，所以，本流域出现洪水的主要原因就是台风雨。

九龙江北溪上游呈现出扇形的分布，汇流相对集中，再加上干流河道本身较陡。所以，其洪水本身具有突发性强、汇流集中、汇流时间段等诸多特点。

（三）浦南站与长泰站洪水预报

浦南站设立于1950年，是九龙江北溪的控制站，流域面积为8490km2。從1950年至2000年共有51年的连续实测流量资料系列，以及1930年、1947年二年的调查洪水资料。实测流量系列质量可靠，可满足频率计算的独立和同分布的样本要求。漳州水文分局在《长泰县城区防洪规划》的水文计算中，用本站洪峰累积涨差曲线进行这两场洪水的归槽还原计算。

二、北引闸址洪水计算

（一）闸址洪水频率分析计算

在芗城的吴浦，九龙江北溪干流与龙津溪支流彼此汇合，汇合的位置与干流浦南水文站有8.8km；支流长泰水位站10.1km；北引闸址16.0km。浦南水文站与长泰水位站的面积和为9412km2，约占闸址流域面积的98%。首先对各年最大的洪峰流量进行分析，然后针对闸址的年最大流量系列做好频率本身的计算，同时也可以计算其皮尔逊Ⅲ型曲线适线，最终将闸址各设计频率洪水去全部确定，其参数Q=4670m3/s、Cv=0.44、Cs/Cv=3.5。

闸址年最大流量系列，则根据浦南站实测年最大洪水过程和长泰站与之相应的洪水过程，分别用马斯京根法演算至闸址，再进行洪水叠加，得到闸址的各年年最大流量。其中马斯京根法的流量演算，则根据浦南站和长泰站不同量级洪水的实测资料进行分析。再用马斯京根法把设计洪水过程演算至闸址，并进行同频率叠加，得到闸址的设计频率洪水。

（二）闸址洪水过程计算

因为九龙江北溪干流洪水对闸址设计洪水产生了主要的影响。因此，在具体的选择之中，将浦南站1960年典型洪水作为主要的计算过程，这样就可以将闸址设计洪水过程求出来。

（三）闸址分期洪水计算

根据九龙江北溪管理局的要求，需计算闸址P=10%，10月至3月的分期设计洪水。闸址分期设计洪水计算采用浦南站的分期设计洪水的洪峰值，直接用面积比进行移植，即Q闸址=（F闸址/F浦南）0.67Q浦南。分期设计洪水过程线，则选用对工程施工较为不利的浦南1995年3月的实测洪水过程做为闸址的典型洪水过程，进行同倍比放大，得到闸址的分期洪水过程线。

三、北引闸址下游潮水概况

（一）南北港下游潮水特性

北溪南北港下游潮位受众多的因素影响，其主要影响因素有如下三个方面：天文高、低潮；桥闸下泄流量；河道水力条件。

（二）南北港下游潮水资料

南北港下游潮水平均最大值为3.79m，北港下游潮水最小值为-1.35m，南港下游潮水最小值-1.59m.设计最低潮水位为-1.59m，允许最大上下游水位差6.39m.

四、北引水闸防洪调度

（一）北引水闸调度的特点

防洪调度是一实践性很强的复杂决策过程，决策过程中有很多问题无法用严格的数学模型来描述，往往依赖于调度人员的经验和知识判断。北引水闸流域范围大，面积为9640km2，河长274km。北引库容小，调度目标多：稳定库区水位。确保水闸工程安全。保持库区下游生态平衡。满足水闸启闭设备节能要求。

（二）北引水闸调度的依据

按照闸址设计洪水，其库区处于正常的挡水位，按照上游实际的水情、下游的潮水涨落以及上游的雨情，再和南北港自由出流相互结合起来进行计算，就做好水闸群的合理调度。

（三）北引水闸调度的控制流程

水闸调度在满足工程安全前提下，将库水位控制在核定的变幅范围内，最大限度地减少启闭机油耗及磨损。按照闸门调度以及洪水的预报，其流程图见图1所示。