提高汤河水库防洪限制水位和正常水位的探讨

缪 丹

(辽宁省汤河水库管理局，沈阳 111000)



提高汤河水库防洪限制水位和正常水位的探讨

缪 丹

(辽宁省汤河水库管理局，沈阳 111000)

汤河水库是大(2) 型水利枢纽工程，位于辽阳市汤河乡境内，流域面积1228km2。水库为黏土斜墙土坝，汤河水库按照百年一遇洪水设计，复核水库防洪安全规定后，汤河水库校核洪水标准可由可能最大洪水降至万年一遇洪水。按照新标准通过提高水库汛期水位，可以明显提高水库效益，解决辽阳、鞍山等地用水紧张问题。

水位；坝高；防洪；汛期

1 问题的提出

汤河水库是大(2) 型水利枢纽工程，位于辽阳市汤河乡境内，流域面积1228km2。水库为黏土斜墙土坝，死水位85.26m，相应库容0.25 亿m3；防洪限制水位107.86m，相应库容3.3 亿m3；正常高水位109.36m，相应库容3.83 亿m3；设计洪水位111.46m，相应库容4.54 亿m3；校核洪水位117.86m，总库容7.07亿m3。水库是按照100a一遇洪水设计，可能最大洪水校核。水库的校核洪水标准是在1978年加固设计时根据1975年12月郑州“全国防讯和水库安全会议”提出的“关于复核水库防洪安全的几点规定”的要求，按可能最大洪水为标准。但是水利部在1990年新颁布的《 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(SDJ—78 )》 的补充规定中对这一要求又进行了修改，对于汤河水库可以万年一遇洪水做为校核洪水的标准，即校核洪水标准可由可能最大洪水降至万年一遇洪水。按新标准做为汤河水库的校核洪水标准，能较大的提高水库的汛限水位，如果同时再考虑抬高水库的正常高水位，这样可以明显地增大汤河水库的兴利效益和解决目前辽阳、鞍山及弓长岭矿等地工业和生活用水的紧张问题具有重要意义。因此探讨抬高水库汛限水位和正常水位很有必要。

2 汛期水位抬高的原则与计算

防洪汛限水位抬高的原则应是在汛限水位抬高后，保证在设计洪水和校核洪水情况下所推算的水库坝高不超过现坝高。汤河水库设计的洪水调度原则是考虑汤河的洪水一般情况下比太子河干流洪水先行下泄的特点，采用自由泄流的调度方式，即当库水位超过汛限水位时，开溢洪道及输水道泄洪，在入库流量小于汛限水位的水库泄流能力时，保持汛限水位不变；在入库流量大于汛限水位的泄流能力时，全开溢洪道及输水道泄流。根据上述汛限水位抬高和洪水调度两项原则，文章利用汤河水库的设计洪水资料对水库进行了调洪计算。结果表明，在万年一遇洪水标准情况下，水库的汛限水位由107.86m抬高到112.26m时，水库校核洪水位为117.86m与现在一致，此时的最大泄流量为3000m3/s也与原设计299m3/s基本一致；在112.36m汛限水位时与100a一遇设计洪水相对应的设计洪水位为114.06m，相应最大泄流量为2100m3/s，比原设计大537m3/s，调洪计算结果见表1 、表2 。由于坝高受校核洪水控制，因此汛限水位抬高到112.26m时所推算的坝高与原设计一致。这样根据原则汤河水库的防洪限制水位可以确定为112.26m，较现在抬高4.4m。

表1 调洪计算成果表 P=0.01%

表2 调洪计算成果表 P=1%

3 正常高水位的确定与兴利效益计算

正常高水位在水库设计时根据设计的兴利要求，在设计枯水期开始时水库应蓄到的水位，做为汤河水库的水，由于目前对鞍山、辽阳两市供不应求，因此应以尽量使水库多蓄水为目的来确定正常高水位。汤河水库原设计的共用库容为4.49×107m3，从1969年建库以来26年水库运行的资料统计，虽受1978年工程加固时泄洪影响，但水库仍有8年基本蓄满，而非汛期超正常高水位略有弃水的只有4 年，说明共用库容预留的比较合理，发挥了较大的兴利作用。因此水库汛限水位抬高后，应保持水库原共用库容不变，从而确定水库的正常高水位为113.46m。

表3 长系列调节计算表 106m3

由上所述，汤河水库的汛限水位和正常水位分别可重新确定为112.26m和113.46m。根据1951—1977年的径流资料，按新的汛限水位和正常水位做为控制水位，鉴者进行了长系列水库调节计算(见表3 ) ，其满足95%以上保证率的最大工业和生活供水量有现在的1.62×108m3，提高到1.82×108m3，增加2.06×107m3，即每日增加5.64万m3。按鞍山引水的现行工业水价0.268元/t计算，每年可增收水费552.08 万元。另外引兰入汤工程竣工后，由于水库调节能力的增大，也将提高引兰水的利用率。

4 水库防洪情况分析

抬高汛限水位必将使水库在宣泄同频率洪水时，相应增大泄流量。汤河水库的防洪任务主要是与申窝水库配合，保证辽阳市及下游农田的安全。辽阳市的防洪能力为100a一遇标准，农田的防洪标准为20a一遇标准。但观音阁水库建成后，辽阳市的防洪标准可达到500a一遇，下游农田的防洪标准达到50a一遇，太子河主河道同频率洪水的洪峰流量大幅度削减。由于汤河水库泄洪量占太子河的比重较小，虽然抬高汛限水位增大一部分泄流量，但由于修建观音阁水库，对辽阳市及下游农田的防洪安全影响不大，不会使其超过国家规定的安全标准。因此汤河水库的汛限水位可以抬高。

5 抬高水位对水库主题工程的影响

汤河水库自1978年工程加固以来，土坝、溢洪道、输水洞三大工程运行良好，汛限水位和正常水位抬高后对主体工程并无太大影响，只是溢洪道闸门需要加高2.5m及进行相应启闭设备的改造；输水洞进口检修闸室底板需垫高0.5m。这些处理都是可以进行的，且规模、投资都不大。工程的其他现状均满足要求，因此抬高水位对水库工程本身也是允许的。

表4 淹没对象设计洪水标准表

6 水库淹没损失估算

汛限水位和正常高水位抬高后，将增大水库的淹没区，要进行淹没赔偿，这也是抬高前述水位的主要投资。根据水电部颁布标准SD130—84 《 水利水电工程水库淹没处理设计规范》 的规定和本工程的运行方式对不同淹没对象可选用下列标准。

由调洪计算可知，汛限水位抬高后5a和20a一遇的洪水，最高洪水位均没超过抬高后的正常高水位，因此耕地、林地、村屯的赔偿都应以正常高水位113.46m为标准。由汤河水库的水位面积关系曲线查得，从现水库征地高程110.00m至抬高后的正常高水位113.46m之间的面积为503hm2。初步调查，淹没耕地约134hm2、林地约67hm2、村民100户共450 口人、公路及乡道8km，无重要企事业单位及公共设施。按现行征地和动迁价格估算，约需赔偿淹没损失费3500 万元左右。

7 结 语

通过以上分析，汤河水库的汛限水位可以由现在的107.86m抬高到112.26m，正常高水位可以有109.36m抬高到113.46m；水库增加兴利库容1.43 亿m3，每年增加95%保证率的供水量2.06×107m3、增收水费550余万元，相当于修建一座库容在6000万m3以上的中型水库的效益。而投资仅需4000万元左右，并且缓解辽阳、鞍山等地用水紧张问题起重要作用。如果和引兰入汤工程配合，可以避免鞍山全部引水后取消弓长岭矿在汤河水库引水方案， 同时还可保证汤河水库电厂正常发电发挥效益。因此这项工程初步分析是可行的。

[1]王立松，郭维东，王强，等.验证汤河水库溢洪道水面线的模型试验研究[J].安徽农业科学，2006，34(21)：5760-5762.

1007-7596(2017)02-0105-04

2017-02-12

缪丹(1989-)，女，辽宁灯塔人，助理工程师。

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