淮河流域东淠河水系水库群间联合防洪调度

王克祥

淮河流域东淠河水系水库群间联合防洪调度

王克祥

随着佛子岭水库上游支流漫水河上大型水库白莲崖水库的竣工验收，佛子岭水库、磨子潭水库及白莲崖水库已基本具备联合运用条件，有必要对三水库群联合防洪调度进行研究。

一、基本情况

淠河是淮河南岸主要支流之一，发源于安徽省西南部大别山北麓，有东、西两条主要源流，即东淠河和西淠河，已分别建有佛子岭和响洪甸两座大型水库。东淠河佛子岭水库上游的东支流黄尾河上建有磨子潭水库，西支流漫水河上建有白莲崖水库。东淠河出佛子岭水库后流经霍山县城北侧至两河口处与西淠河相汇。两河口以下始称淠河，向北流经横排头、六安市至寿县境内的正阳关西南注入淮河，全长253km，流域面积6000km2。横排头处已建有淠河灌区的渠首枢纽工程，由佛子岭（含磨子潭水库、白莲崖水库）、响洪甸水库及区间来水作为引水水源，设计引水流量300m3/s，设计灌溉面积660万亩。

佛子岭、磨子潭、白莲崖水库均位于淠河东源东淠河上，都是以防洪、灌溉供水为主，兼有发电、城镇供水等效益的综合利用大型工程。其中磨子潭水库位于东淠河东支黄尾河上，坝址以上控制流域面积570km2，水库总库容3.47亿m3，建成于1958年；白莲崖水库位于东淠河西支漫水河上，坝址以上控制流域面积745km2，水库总库容4.60亿m3，于2009年基本建成，2014年竣工验收；佛子岭水库位于黄尾河、漫水河交口处，坝址以上控制流域面积1840km2，水库总库容4.91亿m3，建成于1954年。三座水库均为大（2）型水库。

佛子岭、磨子潭水库均为新中国成立初期建设的治淮重点骨干工程，受建库条件限制、运行年代久远等因素影响，水库存在防洪标准不足、病险严重等问题，2002年和2003年，水利部淮河水利委员会先后批复了《佛子岭水库除险加固初步设计》《磨子潭水库除险加固初步设计》，随即起动对两座水库的除险加固工程建设。2007年，佛子岭水库加固工程完成并通过竣工验收，2013年磨子潭水库加固工程通过竣工验收。白莲崖水库兴建的主要目的是提高佛子岭水库的防洪能力，使其校核洪水标准达到设计要求的5000年一遇。

佛子岭水库设计正常蓄水位为125.56m，汛期限制水位122.56m，死水位108.76m，100年一遇设计洪水位125.97m，5000年一遇校核洪水位129.80m。大坝为钢筋混凝土连拱坝，坝顶高程129.96m。泄洪设施主要有溢洪道、发电与泄洪钢管。

磨子潭水库设计正常蓄水位为187.0m，汛期限制水位182.5m，死水位163.0m，100年一遇设计洪水位196.44m，5000年一遇校核洪水位203.39m。大坝为混凝土大头坝，坝顶高程204.0m。泄洪设施主要有溢洪道、1座老泄洪洞、1座新泄洪洞及发电钢管。

白莲崖水库设计正常蓄水位为208.0m，汛期限制水位205.0m，死水位180.0m，100年一遇设计洪水位209.24m，5000年一遇校核洪水位234.5m。大坝为混凝土大头坝，坝顶高程234.6m。泄洪设施主要有泄洪中孔及泄洪隧洞。

二、防洪规划要求

1975年河南大水造成两座大型水库失事后，佛子岭、磨子潭两库防洪安全引起重视，加上自身先天条件不足，不能满足设计条件下防洪标准要求，经多方案比较后推荐采用佛库大坝加高3.2m、磨库大坝加高3.2m并增建直径8.5m泄洪洞、新建白莲崖水库的总体方案。总体规划实施后，佛、磨两库的防洪限制水位将分别由当时的117.56m、177.0m恢复到原规划所确定的122.56m、182.5m，使水资源得到充分利用，并达到规范规定的设计、校核防洪标准。

白莲崖水库下游有防洪要求的有佛子岭水库、霍山县城、淠河、淠河灌区及淮河干流。未建白莲崖水库前，按佛子岭水库设计汛限水位122.56m、磨子潭水库设计汛限水位182.5m进行调洪计算，佛子岭、磨子潭两水库能达到的防洪标准仅约合400年一遇，在佛、磨两库均降低汛限水位运行情况下，仅达1000年一遇，一旦佛子岭水库再次漫坝很可能造成事故，将给霍山县城、淠河下游、淠河灌区工程及六安市造成毁灭性灾害，并危及淮河干流堤防安全。因此，白莲崖水库的兴建，主要为满足佛库防洪要求，使佛库防洪标准达到规范规定的5000年一遇，在正常运用洪水情况下，对霍山县城也有防洪作用，通过水库群的联合防洪调度，对淠河及淮河干流有一定的蓄洪错峰作用。

三、佛子岭、磨子潭、白莲崖三水库群联合防洪调度研究

白莲崖水库控制流域面积745km2，占佛子岭水库控制面积1840km2的40.5%。磨子潭水库控制流域面积570km2，占佛子岭水库以上控制面积的31%，由于其本身规模与调洪库容均较小，不能为佛库承担蓄洪任务，仅起到滞洪错峰作用。所以，为佛子岭水库蓄洪任务全落到拟建的白莲崖水库，否则佛子岭水库达不到其设计防洪标准。若白莲崖水库不蓄洪，仅以自然滞洪方式减小佛子岭水库入库洪水，其泄洪规模较小，滞洪库容要求大，则其大坝较高，但受其左坝头地形较单薄影响，该方式不宜实施。白莲崖水库若设置较大的泄洪设施，可以在佛子岭水库洪水位不太高时，尽量增加白莲崖水库、佛子岭两水库的泄洪量，能降低白莲崖水库的坝高，但受佛子岭水库控制又不能完全敞泄，故在该库达到较高水位时控制泄流，以满足佛子岭水库提高防洪标准达到5000年一遇的要求。

1.佛子岭水库下游霍山县城防洪要求

佛子岭水库下游17km为霍山县城，其防洪标准为20年一遇，该河道安全泄量为3750 m3/s，即佛子岭水库以上发生20年一遇洪水时，其下泄流量与区间洪水组合后不超过3750m3/s。霍山县城防洪的控制泄量任务全部由佛子岭水库承担。

2.联合防洪调度方式研究

考虑佛子岭等水库的调洪库容、泄洪规模及地区洪水组合，对水库群间联合防洪调度运行方式进行了以下研究：

（1）磨子潭、白莲崖两库共同承担为佛库蓄洪的任务并保自身的安全；

（2）磨子潭水库承担为佛库蓄洪的全部任务，白莲崖水库只保自身安全；

（3）白莲崖库承担为佛库蓄洪的全部任务，磨子潭水库只保自身安全。

通过对各方案间的研究比较，运行方式（1）存在磨子潭、白莲崖两库蓄洪库容分配及水位、泄量控制相互协调等问题，调度运行复杂，而佛子岭水库要求上游水库蓄洪的时间不长，故实际操作运行将更为困难。同时，磨子潭水库将需进一步加高大坝，加固工程难度较大，而白莲崖水库因其坝高主要决定于暴雨中心在其库区时的洪水过程，磨子潭水库分担蓄洪任务并不能减小白莲崖水库规模，因此该方式不宜采用。方式（2）因磨子潭水库控制面积仅占佛子岭水库以上来水的31%，即使将其上游洪水全部拦蓄，尚不能满足佛子岭水库防洪要求，且白莲崖水库仍需兴建且坝高降低幅度有限，而磨子潭水库需大幅加高大坝，加固难度更大，显然不合理。方式（3）从工程实际情况出发，磨子潭水库实施以提高自身防洪能力为目的的加固工程，仅需适当增大泄量，加固工程难度不大，经济可行；白莲崖水库为新建水库，其兴建的主要任务即为佛子岭水库蓄洪、错峰，制定合理的调度方式后，既可达到为佛子岭库蓄洪的目的，又可使白莲崖水库自身规模控制在一定范围内，社会效益和经济效益都较好。由于白莲崖库单独承担了为佛库蓄洪的任务，水库群防洪调度运行简单、可行，可操作性强，增加了水库防洪运行的安全度。

表1 佛、磨、白三水库联合调洪成果表

通过以上分析比较，采用方式（3）进行佛、磨、白三水库联合防洪调度。

3.联合防洪调度原则

采用对工程规模起控制作用的非常规运用标准5000年一遇洪水。三水库均从设计汛限水位起调，佛子岭水库汛限水位122.56m，磨子潭水库汛限水位182.5m，白莲崖水库汛限水位205m。磨子潭水库泄洪设施不控制；佛子岭水库开始按下游霍山县城防洪要求的河道安全泄量控制下泄，当库水位超过防洪高水位时不再控制；白莲崖水库在佛子岭水库达较高水位时控制下泄为其蓄洪，若关闸时间过早，则会增加白莲崖水库的坝高，而佛子岭水库的调洪库容及泄洪设施未能充分利用；若白莲崖水库关闸时间过迟，虽能降低白莲崖水库的坝高，但佛子岭水库的防洪标准不能满足5000年一遇的要求，所以，佛子岭水库要求白莲崖水库关闸蓄洪的时间（水位）需通过试算确定。按白莲崖水库泄洪设施规模和各种洪水组合情况反复试算，选定方案佛子岭水库要求白莲崖水库关闸蓄洪的时间（水位）的下包值为129m，即上游佛子岭水库水位高于129m时白库关闭3孔泄洪中孔，泄洪隧洞仍正常泄洪。

佛子岭水库以上洪水组成分为暴雨中心在磨子潭水库、白莲崖水库、佛～磨～白小区间三种情况，由于事先无法预知暴雨中心发生在何位置，佛子岭水库要求白莲崖水库控制运用方式必须一样。即按佛子岭水库防洪要求，在该库达到某一水位（选定方案试算佛库要求白库关闸蓄洪水位为129m）时白库必须控泄，待佛子岭水库水位回落后白莲崖水库继续泄洪，佛子岭水库需满足水位不超过129.8m（最高允许静水位）的要求。三库联合调洪成果见表1。

四、结论

通过佛子岭水库以上水库群间的联合防洪调度，采用白莲崖水库承担为佛子岭水库蓄洪任务，可充分利用白莲崖水库调洪库容大及泄洪规模大特点，从调算成果可以看出，对应不同各库设计汛限水位组合方案，佛子岭水库5000年一遇最高库水位为129.68m，小于大坝所能承担的最高静水位129.80m。磨子潭水库5000年一遇最高库水位为203.39m，小于大坝所能承担的最高静水位203.93m。白莲崖水库5000年一遇最高库水位为233.91m，小于大坝所能承担的最高静水位234.5m。

由于佛子岭水库以上洪水暴雨中心可变，当暴雨中心在磨子潭库区或佛～磨～白小区间时，白莲崖水库洪水位较低，有一定的蓄洪能力。随着水情测报、预报等技术的不断进步，当暴雨中心在白莲崖水库或佛～磨～白小区间时，磨子潭水库亦可适当调节控制，水库群联合防洪调度运行将更灵活、安全，将会产生更多社会与经济效益■

（作者单位：安徽省水利水电勘测设计院230088）

（专栏编辑：张婷）