某水库汛限水位探析

【摘要】某水库主要承担灌溉、防洪、发电等综合利用任务，水库泄洪建筑物主要由岸边溢洪道、中孔泄洪洞和底孔放空洞组成。结合工程特点，本文按照防洪库容与兴利库容的不同结合方式，在满足兴利要求基础上，就防洪高水位及汛限水位按防洪库容与兴利库容完全结合、部分结合、完全不结合拟定三组方案，通过技术经济综合比较，最终按完全结合方式选择水库汛限水位。在此基础上按照各泄洪建筑物型式、尺寸进行调洪演算分析，最终确定水库设计（校核）洪水位。

【关键词】水库；水位；探析

一、基本概况

某水库主要承担灌溉、防洪、发电等综合利用任务。工程等别为Ⅰ等工程，工程规模为大（1）型，其主要建筑物为1级建筑物，次要建筑物为3级建筑物。推荐方案挡水大坝为混凝土面板堆石坝，设计洪水标准为1000年一遇，校核洪水标准为10000年一遇。下游防洪保护对象防洪标准50年一遇，水库设置防洪库容0.78亿m3。电站装机容量750MW。

二、泄洪建筑物

水库泄洪建筑物主要由岸边溢洪道、中孔泄洪洞和底孔放空洞组成，泄水建筑物尺寸如下：

岸边溢洪道：堰顶高程1685m，堰宽25m（2×12.5m）；

中孔泄洪洞：进口底板高程1625m，出口底板高程1620m，工作闸门孔口尺寸5.5m×6.0m（b×h）；

放空兼排沙洞：进口底板高程1570m，出口底板高程1565m，工作闸门孔口尺寸4.5m×6.0m（b×h）。

设计及校核工况下泄流方式：岸边溢洪道+中孔泄洪洞。

三、水库防洪调度运用方式

推荐采用固定泄量调度运用方式，定泄流量为1550m3/s，汛期通过水位控制预留防洪库容0.78亿m3，以实现水库防洪调度，防洪库容运用时间为6月～8月。

四、汛限水位方案拟定

按照防洪库容与兴利库容不同的结合方式，在满足兴利要求基础上，就防洪高水位及防洪限制水位按防洪库容与兴利库容完全结合、部分结合、完全不结合拟定三组方案，即：

方案一：考虑防洪库容与兴利库容完全结合，拟定防洪高水位为1700m（与正常蓄水位相同），相应汛限水位为1694m；

方案二：考虑防洪库容与兴利库容部分结合，防洪高水位在正常蓄水位基础上抬高1m，拟定防洪高水位为1701m，相应汛限水位1695.3m；

方案三：考慮防洪库容与兴利库容完全不结合，拟定防洪高水位为1705m，相应汛限水位1700m（与正常蓄水位相同）。

五、汛限水位选择

上述拟定三组方案预留防洪库容均为0.78亿m3，防洪效益基本相同。从各方案动能指标来看，随着汛限水位抬高，电量有所增加，但坝高也随之抬高（三组方案坝顶高程分别为1707m、1708m、1712m），投资相应有所增加。从各方案经济性来看，三组方案经济净现值分别为217819万元、214224万元、199793万元，其中方案1（完全结合方案）和方案2（部分结合方案）经济性相对较优；从差额内部收益率比较来看，方案2-方案1差额内部收益率为极小值，说明方案1优于方案2；方案3-方案1差额内部收益率为极小值，说明方案1优于方案3，三组方案中方案1最优。本工程为坝高超过200m的砼面板超高坝，具有一定技术难度，虽然在地形地质条件上无制约因素，但随着坝高增加技术难度也随之增加。从工程经济性及技术难度等方面综合考虑，选择方案1，即防洪库容与兴利库容完全结合方案作为推荐方案，相应汛限水位为1694m，防洪高水位为1700m。不同汛限水位方案特征指标见表1。

六、推荐方案洪水调节

水库年最大洪水主要发生在6月～8月份，推荐防洪限制水位为1694m，防洪高水位为1700m。起调水位与防洪限制水位相同，以库水位变化结合水库防洪允许泄量为控制条件进行调洪计算，采用水库泥沙淤积50年剩余库容进行洪水调节。当洪水来临，天然入库流量Q入小于水库允许泄量q允（1550m3/s）时，来多少泄多少，利用泄洪建筑物控制泄量，维持汛限水位不变；随着洪水流量增大，当Q入大于q允但库水位低于防洪高水位1700m时，下泄流量仍控制不超过水库防洪允许泄量；随着入库洪水流量的继续增大，水库水位达到并超过防洪高水位，若此刻泄洪建筑物的泄流能力小于入库洪峰流量，则按泄洪建筑物的泄流能力自由下泄，否则，下泄流量控制不超过入库洪峰流量，避免出现人造洪峰；随着入库洪水开始逐渐减小后，水库水位上升速度减慢，当泄洪建筑物泄流能力等于入库洪水时，水库水位达到最高水位；随着入库洪水流量的继续减小，水库仍按照泄洪建筑物泄流能力下泄，以使水库水位尽快下降至汛限水位，准备迎接下一场洪水。按照各泄洪建筑物型式、尺寸进行调洪演算，设计工况（P=0.1%）最高洪水位1700m，校核工况（P=0.01%）最高洪水位1701.49m。

作者简介：江晓锐（男），1980年9月，新疆伊犁，汉，单位：新疆水利水电勘测设计研究院规划所，职称与职务：高级工程师，主要研究方向：水资源规划、水利动能。