友谊水库除险加固后调度运用方式研究

冯超英

（河北省水利水电第二勘测设计研究院，石家庄050021）

1 友谊水库概况

友谊水库位于河北省张家口市尚义县和内蒙古兴和县交界处永定河支流东洋河的上游，控制流域面积2250km2，总库容1.16亿m3，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾养殖等综合利用的大型水利枢纽工程。

友谊水库下游控制灌溉面积240hm2，原设计灌溉面积133hm2。由于未设排沙设施，水库淤积严重，致使兴利库容减小，目前，实际灌溉面积为67hm2左右。灌溉供水保证率为50%。

友谊水库的防洪任务是：在确保大坝安全的前提下，保护京包铁路、丰沙铁路、宣阳公路以及张家口市区、尚义、万全、怀安、怀来、涿鹿等市县的20万人、250hm2耕地的防洪安全。在水库实际运用中，根据上下游雨情、水情情况，通过合理调度，确保水库和下游防洪安全。

友谊水库加固前存在防洪标准低、坝体质量不均、坝基集中渗流和坝体局部浸润线偏高及绕坝渗流、水库逐年淤积严重等问题，经鉴定为三类坝病险水库。为解决水库存在的各种问题，使水库的综合效益得以正常发挥，2001年底开始实施水库除险加固工程，目前已经完工。

2 水库淤积及预测

根据资料，水库多年平均入库沙量为104.1万t，其中冲泄质为20.7万t，床沙质为69.8万t，推移质为13.6万t。 据实测资料分析，友谊水库多年平均出库沙量约0.6万t，多年平均淤积量为103.5万t。冲泄质、床沙质、推移质的干容重分别按1.3，1.8t/m3计，则水库多年平均淤积量为81.5万m3。

据水库多年测淤资料，淤积量全部分布在正常高水位1193m以下，97%以上分布在汛限水位1189m以下，淤积末端距坝址7.5km，水库翘尾淤积问题不严重。水库除险加固工程实施后，随着汛限水位及正常高水位的提高，淤积末端将有所上延，按1963～1991年水库实测淤积分布趋势，到2020年水库的淤积末端将上移1～1.5km，即淤积末端距坝址8.5～9km，淤积高程在1197m以下，低于移民征地高程1200m，不会给上游带来不利影响。

根据友谊水库的淤积型式和淤积分布状况，按1991年实测的库容，再次分析计算了友谊水库2000年、2010年、2020年的坝前淤积高程及库容曲线。

3 死水位分析确定

建库后，死水位一直维持1177m，后为了维持内蒙兴和县利用库区水面养殖的需要，死水位近期按1185m掌握。随着水库的淤积及坝前淤积高程抬高，死水位可根据实际情况逐步抬高。为满足库区水面养殖的需要，近期可维持在1185m，2010年可控制在1189.5m，2020年可控制在1191.5m。

4 汛限水位分析确定

随着水库淤积量增大和死水位抬高，有效库容越来越小。为充分利用水库现有库容，最大可能地发挥水库的经济效益，在不降低水库防洪标准的前提下，应提高汛限水位和正常高水位，以增加兴利调节水量。

4.1 汛限水位对调节水量的影响

根据预测的2020年库容曲线和入库径流系列，按正常蓄水位1196m、死水位1191.5m，采用时历法按水量平衡原理分析不同汛限水位的调节水量。调节计算成果见表1。

表1 友谊水库不同汛限水位调节计算成果表

从表1看出，汛限水位从现状1192m提高到1193m，兴利库容增加0.038亿m3，多年平均调节水量增加0.040亿m3；汛限水位由1193m提高到1194m，兴利库容增加0.049亿m3，多年平均调节水量增加0.048亿m3；汛限水位由1194m提高到1195m，汛限库容增加0.057亿m3，由于水库上游来水量的限制，多年平均调节水量仅增加0.011亿m3。从兴利供水角度考虑，汛限水位从1192～1194m，每抬高1m，水位增加的兴利库容较从1194～1195m增加的库容要多，通过增量分析，确定汛限水位抬高到1194m比较适宜。

4.2 汛限水位对防洪保坝标准的影响

汛限水位变化对保坝标准必有影响，使用2020年的库容曲线和加固后水库的泄洪规模（推荐方案：溢洪道为实用堰，堰顶高程1188.4m，净宽36m）验算，不同汛限水位调洪成果见表2。

表2 友谊水库不同汛限水位调洪成果表（加固后）

从表2可以看出，汛限水位1194m情况下的50a一遇洪水位为1195.35m，远远低于友谊水库移民征地高程1200m（1960年4月13日于北京签定了《内蒙古自治区和河北省关于修建衙门号水库工程有关问题的协议》，移民征地高程为1200m），汛限水位提高到1194m，不存在移民征地问题；而且对2000a一遇的校核洪水位也能实现水库保坝安全，说明将汛限水位提高到1194m，无论从兴利方面，还是从防洪分析，都是合理的。

5 正常蓄水位分析确定

友谊水库现状由于受溢洪道堰顶高程的限制，目前正常蓄水位只能按堰顶高程1193m控制。溢洪道扩宽增设闸门后，即可用2020水平年的库容曲线和入库径流系列，按死水位1191.5m，汛限水位1194m，分析比较不同正常蓄水位的调节水量，调节计算成果见表3。

表3 友谊水库不同正常蓄水位调节计算成果表

从表3可以看出，正常蓄水位从1195m提高到1198m的4个方案中，水库除险加固后，正常蓄水位提高到1197m增加调节水量及效益最好。

6 结语

为使友谊水库综合效益得到充分发挥，本文对水库除险加固工程完成后的死水位、汛限水位、正常蓄水位等调度运用指标进行了分析研究，提出了各指标的推荐值，可供制定水库调度运用方式时参考。

［1］陕西省水利科学研究所，清华大学水利工程系泥沙研究室.水库泥沙［M］.北京：水利电力出版社，1979.

［2］河北省防汛抗旱指挥部办公室.河北省大型水库调度手册［K］.2003.

［3］水利部海河水利委员会.大清河系防洪规划［R］.2008.

［4］河北省水利水电勘测设计院.友谊水库除险加固工程初步设计［R］.2002.