韩靓靓
(辽宁省水利水电勘测设计研究院,辽宁 沈阳 110006)
水库的防洪调度是水库调度中的一部分,是根据设计确定或者上级部门核定的水库防洪标准和下游防护对象的防洪标准、防洪调度方案及特征水位对入库洪水进行调蓄,以保障大坝和下游的防洪安全。根据水库调度规程编制导则要求,观音阁水库需要编制水库调度规程。下文针对水库调度规程中的防洪调度做出分析。
太子河干流全长413 km,流域面积13883 km2。发源于辽宁省新宾县大红石砬子,流经本溪、鞍山及辽阳3市,至三岔河与浑河汇流入大辽河,蜿蜒南下至营口市入渤海。流域内山地占69%,丘陵占6.1%,平原占24.9%。太子河流域上建有观音阁、参窝及汤河三座大型水库,观音阁水库位于太子河上游,与葠窝水库之间设有本溪水文站,葠窝水库下游支流汤河上建有汤河水库,太子河的汤河汇入口以下设有辽阳水文站。
观音阁水库于1994年建成,位于辽宁省本溪市上游40 km的太子河干流上,控制流域面积2795 km2,水库总库容21.68亿m3。观音阁水库为大(Ⅰ)型工程,大坝为1级建筑物,1000年一遇洪水设计,10000年一遇洪水校核。
观音阁水库主要枢纽建筑物由挡水坝、溢流坝、底孔坝段、电站坝段四部分组成。坝顶全长1040 m,为混凝土坝。溢流坝段有13个,布置12个溢流表孔,每孔净宽12.0 m,电站为坝后式厂房,2个放水底孔坝段,孔底进出口高程204.0 m,进口孔口尺寸4 m×6 m,出口孔口尺寸4 m×5 m。
太子河本溪站、辽阳站设计洪水采用《太子河观音阁水库初步设计报告》阶段成果。此次将洪水系列资料延长到2012年,经计算的洪水成果略小于原成果,因此,从工程安全的角度考虑同时为保持成果的一致性,各站设计洪水仍采用《太子河观音阁水库初步设计报告》阶段成果。太子河设计洪水地区组成,参照初步设计成果,考虑以下几种最不利的地区洪水组成。
1)以本溪控制分为:①观音阁~本溪区间设计,观音阁相应;②观音阁设计,观观音阁~本溪区间相应。
2)以辽阳控制分为:①参汤~辽区间、汤河设计,观~参区间、观音阁相应;②参窝设计(观~参区间设计,观音阁相应),参汤~辽区间、汤河相应。设计洪水过程线,采用1960年洪水过程作为典型,以洪峰、7 d洪量同控制进行放大。
观音阁水库承担着下游本溪市的防洪任务,并与参窝水库一起承担着辽阳市及下游农田的防洪任务,具体防洪要求如下:
1)50年一遇洪水
辽阳下游太子河两岸堤防防洪标准为50年一遇,辽阳站安全泄量5050 m3/s。
2)100年一遇洪水
辽阳市城市防洪任务由参窝水库、观音阁水库和堤防共同承担,城市右岸标准为100年一遇洪水,辽阳站安全泄流量为7356 m3/s。
3)200年一遇洪水
本溪市防洪标准为200年一遇洪水标准,本溪站安全泄量为7867 m3/s。辽阳城市防洪任务由参窝水库、观音阁水库和堤防共同承担,城市左岸防洪标准为200年一遇洪水,辽阳站安全泄流量为12200 m3/s。
结合水利部关于水库调度规程编制工作的要求,按照防洪调度任务,采取逐步开启泄流设备,在满足一级防洪任务后逐步加开泄流设备,直至全开的运用原则,提出水库防洪调度方案。
1)50年一遇洪水,观音阁水库调洪受参窝水库规模和辽阳组合流量限制,自防洪限制水位255.2 m起,只开启2个底孔,与观~参区间洪水错峰,以保证辽阳站的组合流量不大于5050 m3/s。
2)100年一遇洪水,观音阁水库调洪受参窝水库规模和辽阳组合流量的限制,自防洪限制水位255.2 m起,水库开2个底孔泄流,当水库水位达到262.0 m时,逐步加开溢流堰2孔,以保证辽阳站的组合流量不大于7356 m3/s。
3)200年一遇洪水,观音阁水库调洪受参窝水库规模和本溪、辽阳组合流量的限制,自防洪限制水位255.2 m起,先开2个底孔泄流,当水库水位达到262.0 m时,开2个底孔,逐步加开溢流堰2孔,当水库水位达到262.8 m时,开2个底孔,逐步加开溢流堰10孔,以保证本溪站的组合流量不大于7867 m3/s左右,辽阳站的组合流量不大于12200 m3/s左右。
水库防洪调度具体运用方式如下:①库水位255.20~262.00 m,开启2个底孔,水电厂运行。②库水位262.00~262.8 m,开启2个底孔,逐步开启2孔溢流堰。③库水位262.8~263.50 m,开启2个底孔,逐步加开至10孔溢流堰。④库水位263.50 m以上,开启2个底孔,逐步加开溢流堰,直至12孔溢流堰全开。按上述的调度方式,观音阁水库枢纽洪水调节成果见表1,下游各控制点各频率最大组合流量详见表2。
表1 观音阁水库枢纽洪水调节成果
表2 各控制点各频率最大组合流量表
通过上述洪水调节过程及成果可以看出,当发生50,100,200年一遇洪水时,可以满足本溪市、辽阳市及下游农田的防洪要求,同时1000年一遇洪水的设计水位为263.9 m,10000年一遇洪水的校核水位为265.7 m,也满足了枢纽的安全要求。
通过计算分析,观音阁水库防洪调度运用方式可以满足下游防洪目标安全以及枢纽的安全要求,是安全可行的,同时可为水库汛期调度提供参考依据。