双塔水库调整汛限水位的可能性探讨

(甘肃省疏勒河流域水资源管理局，甘肃 玉门 735211)

1 基本情况

双塔堡水库位于甘肃省河西走廊疏勒河中游的酒泉市瓜州县城以东48km处的乱山子峡口。双塔水库最大坝高26.80m，坝顶高程1332.80m，黏土心墙顶高程1331.80m。死水位1317.50m，汛期限制水位1326.20m，正常蓄水位1330.30m，设计洪水位1330.60m，校核洪水位1331.80m。最初按50年一遇防洪标准设计，2000年一遇防洪标准校核。设计总库容2.40亿m3，设计控制灌溉面积46万亩。双塔水库是新中国成立后甘肃兴建的第一座以灌溉、防洪等综合利用为主的大(2)型水库。

受当时条件限制，水库建成后，由于设计、施工都存在一定问题，致使工程不但未能达到设计效益，且一直在病险状态下运行。水库最大蓄水库容为1.19亿m3。

为确保工程安全，逐步达到设计效益，工程经过4次除险加固处理，基本达到设计要求，但水库规模和特征水位没有变动，仍沿用第一次除险加固后的成果。

2 实测双塔水库特征水位及特征库容

根据2017年9月最新实测库容成果，截至目前，死水位1317.50m以下的死库容已减少至0.20万m3，与2005年9月成果相近；死水位1317.50m与正常蓄水位1330.30m间的兴利库容已减少至7221万m3，较2005年9月的兴利库容10109万m3减少29%；汛限水位1326.20m与校核洪水位1331.80m间的调洪库容已减少至10775万m3，较2005年9月的调洪库容11877万m3减少9%；校核洪水位1331.80m以下的总库容已减少至11846万m3，较2005年9月的总库容14760万m3减少20%；正常蓄水位1330.30m与汛限水位1326.20m之间的共用库容已减少至6150万m3，较2005年9月的共用库容7226万m3减少15%；正常蓄水位1330.30m与校核洪水位1331.80m之间的库容已减少至4625万m3，较2005年9月正常蓄水位1330.30m以上的库容4651万m3减少26万m3，减少1%。总库容已减少至11846万m3，减少20%。

根据2017年9月最新实测库容成果，维持水库的特征水位不变，则特征库容值变化如下：死水位1317.50m，死库容0.20万m3；正常蓄水位1330.30m，兴利库容7221万m3；校核洪水位1331.80m，总库容11846万m3；汛限水位1326.20m，校核洪水位1331.80m，调洪库容10775万m3；共用库容6150万m3。

与1960年水库总库容2.40亿m3比较，水库总库容减少50%以上；与1974年水库总库容2亿m3比较，水库总库容减少41%。

因此，水库的死库容已接近淤完，后期水库淤积直接减少了兴利库容。

3 调洪演算结果

根据双塔水库工程规模，洪水标准采用经甘肃省发展和改革委员会批复的甘肃省水利水电勘测设计研究院编制完成的《甘肃省疏勒河双塔水库除险加固工程初步设计报告》(以下简称《初设报告》)的设计标准，并采用新的洪水过程线复核成果，100年一遇设计洪水最大洪峰流量551m3/s，2000年一遇校核洪水其最大洪峰流量1020m3/s。汛限水位确定为1326.20m。

根据《初设报告》，双塔水库汛限水位为1326.20m，当有100年一遇及以上洪水入库时，起调水位1326.20m，水库只开启2号溢洪道泄洪；当库水位超过正常蓄水位1330.30m，库水位有上涨趋势，达到1330.40m时，须打开全部1号溢洪道闸门畅泄排洪。输水洞不承担泄洪任务。以1326.20m为起调水位，按照以上制定的调洪原则，对设计洪水、校核洪水分别进行调洪演算，得出各调洪原则下调洪成果如下：

a.汛限水位为1326.20m，当有100年一遇的设计洪水入库时，起调水位1326.20m，水库只开启2号溢洪道泄洪；当库水位超过正常蓄水位1330.30m，库水位有上涨趋势，达到1330.40m时，须打开全部1号溢洪道闸门畅泄排洪。输水洞不承担泄洪任务。

最大入库流量551m3/s；最大出库流量540.60m3/s；最大蓄水量7499万m3；最高水位1330.40m；调洪库容6429万m3。

b.汛限水位为1326.20m，当有2000年一遇校核洪水入库时，起调水位1326.20m，水库只开启2号溢洪道泄洪；当库水位超过正常蓄水位1330.30m，库水位有上涨趋势，达到1330.40m时，须打开全部1号溢洪道闸门畅泄排洪。输水洞不承担泄洪任务。

最大入库流量1020m3/s；最大出库流量857.80m3/s；最大蓄水量11149万m3；最高水位1331.60m；调洪库容10079万m3。

4 可行性分析

水库设计洪水位为1330.40m，相应库容7499万m3(其中调洪库容6429万m3)，相应泄洪流量540.60m3/s，其中2号溢洪道最大泄量270m3/s，1号溢洪道最大泄量270.60m3/s，相应总泄量858m3/s，其中2号溢洪道最大泄量391m3/s，1号溢洪道最大泄量467m3/s。

1977年10月，在《甘肃省安西县双塔堡水库加固处理设计修改报告》中，设计洪水位为1330.50m，校核洪水位为1331.80m。

2000年3月，甘肃省水利水电勘测设计研究院完成的《甘肃省安西县双塔水库除险加固工程初步设计报告》中，设计洪水位为1330.60m，校核洪水位为1331.80m。

经采用甘肃省水利水电勘测设计研究院勘测处2017年9月最新实测的库容曲线进行计算双塔水库调洪复核，水库设计洪水位为1330.40m，校核洪水位为1331.60m。此成果之所以小于前几次调洪成果，主要原因是新建的2号溢洪道净宽较原非常溢洪道增加4.50m，使各高程泄量普遍增大。以1332.00m高程为例，原采用的泄流量396m3/s增加到438m3/s，泄流量增加了42m3/s，增大幅度为11%。

综上所述，双塔水库第四次除险加固工程实施后，新建2号溢洪道净宽增加了4.50m，对双塔水库安全运行提供了更易操作、更为可靠的保障。

按照《初设报告》已确定的双塔水库的洪水设防标准、调洪原则，采用设计水平年2025年的预测库容曲线及除险加固后的泄流能力，洪水调节成果为当双塔水库起调水位为1328.50m，最大出库流量865.60m3/s(其中1号溢洪道泄流量470.90 m3/s、2号溢洪道泄流量394.7 0m3/s)，最大蓄水量1.02亿m3，调洪库容7871万m3，最高蓄水位1331.61m，低于校核洪水位1331.80m。水库汛限水位对水库调蓄库容有很大影响，进而影响水库供水能力。考虑到双塔水库第四次除险加固已经完成，2号溢洪道总净宽由原状的12m增加到16.50m，底坎高程为1326.20m，水库的泄洪建筑物改扩建后，泄流能力有所增加，水库防洪能力有所提高，经对2000年一遇洪水进行调洪演算，当水库主汛期汛限水位提高到1328.50m时，双塔水库的校核洪水位1331.61m低于目前运行的校核洪水位1331.80m。因此，调整双塔水库汛限水位是可行的。

5 结 论

a. 2017年9月，甘肃省水利水电勘测设计研究院对双塔水库地形进行了实测，库容曲线经与其他年份实测成果分析比对后，认为是合理的。2017年最新实测库容与2005年成果对比，死水位1317.5m以下库容几乎均为0；兴利库容为7221万m3，较2005年的兴利库容10109万m3减少了2888万m3，减少幅度29%；调洪库容为10775万m3，较2005年的调洪库容11877万m3减少了1102万m3，减少幅度9%；总库容为11846万m3，较2005年的总库容14760万m3减少了2914万m3，减少幅度20%；共用库容为6150万m3，较2005年的共用库容7226万m3减少了1076万m3，减少幅度15%。

b.经采用2017年9月实测库容曲线进行调洪复核，双塔水库设计洪水位为1330.40m，校核洪水位为1331.60m。均低于水库目前采用的设计洪水位1330.60m，校核洪水位1331.80m。说明双塔水库经过第四次除险加固工程的实施，新建的2号溢洪道净宽较原非常溢洪道的12m增加4.50m，达到16.50m，泄流量增大10.60%。双塔水库在抵御设计、校核标准下的洪水时，水库是安全可靠的。

c.经预测，到设计水平年2025年时，库内淤积量将增加1071万m3，绝大部分淤落在兴利库容范围内，水库的调蓄能力将进一步降低，供水能力随之下降，将导致双塔灌区缺水量进一步增加。双塔水库按现状汛限水位运行，到设计水平年2025年时，年均缺水量3960万m3，平均弃水量11169万m3，年均缺水率为19%；而调整汛限水位后，年均缺水量2492万m3，平均弃水量9701万m3，年均缺水率为12%。由此可见，调整汛限水位对减少年均灌溉缺水量、减少过度弃水、减少年均缺水率有很大的提升作用。因此，为了提高双塔水库灌溉供水保证率，调整汛限水位是十分必要的。

经论证，双塔水库调整汛限水位后，校核洪水位低于现状的1331.80m。因此，调整汛限水位是可行的。

d.双塔水库调整汛限水位，通过方案的论证，主汛期汛限水位调整至1327.50m，较现状1326.20m提高1.30m，次汛期汛限水位提高到1329.50m。

6 建 议

自2005年以来，河西内陆河地区处于丰水期，双塔水库每年入库水量都大于3.83亿m3，超过多年平均水量3.41亿m3达12%以上。河流的丰枯周期是逐步变化的，未来向平枯水量发展也是必然的。因此，目前必须要在灌区大力开展节水活动，压缩灌溉面积，调整作物种植结构，严禁耗水型工业企业入驻。通过控制用水总量、调节用水过程、合理配置水资源等措施，减少供水压力。

另外，根据设计水平年2025年库容预测成果，到设计水平年2025年时，库内淤积量增加了1071万m3，每年平均淤积量为134万m3，其中正常蓄水位1330.30m以下的库容仅为6150万m3，水库的调蓄能力将进一步降低，将导致双塔灌区缺水量进一步增加。建议在加大双塔水库调蓄力度、监测双塔水库淤积发展规律的条件下，开展以清淤为目的的相关研究工作，使这座“河西明珠”永远为所在地区发出绿宝石般的光芒。