浅谈水利工程防洪与兴利结合的问题

石 浩

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002)

浅谈水利工程防洪与兴利结合的问题

石 浩

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002)

防洪与兴利有机结合，对工程的设计是比较关键的一个环节。防洪和兴利的结合方式有三种：①防洪库容与兴利库容完全结合②防洪库容与兴利库容部分结合③防洪库容与兴利库容完全不结合。从节约工程投资的角度尽可能的让防洪与兴利结合。根据水库的来水及需水过程，在不设置防洪限制水位的情况下，以满足需求而确定的正常蓄水位为基础，在设计保证率下如后汛期(汛限时段外)主要蓄水期保证供水后能蓄满，水库应采取防洪与兴利完全结合的方式；如保证供水后仍有多余水量，但不能蓄满，水库应采取防洪与兴利部分结合的方式；如保证供水后无多余水量或保证不了供水需求，水库应采取防洪与兴利完全不结合的方式。

防洪库容；兴利库容；防洪限制水位；防洪高水位

0 引 言

大中型水利工程的任务往往都不是单一的，通常同时具有多项任务，当一个水利工程同时具有防洪和供水任务时，怎么将防洪与兴利的有机结合是一个工程设计的关键，文章以贵州省荔波县三荔水库工程为例，对水利工程防洪与兴利的结合问题进行探讨。

1 基本概况

三荔水库坝址位于贵州省荔波县城东北部玉屏镇的樟江干流上，坝址以上集水面积980km2，主河道河长52.2km，主河道平均坡降5.66‰；距荔波县城约18km，距防洪控制断面荔波水文站21.7km，荔波水文站控制集水面积1213km2，坝址以上多年平均降水量1384.2mm，多年平均来水量为23.8m3/s，多年平均径流量为75020万m3。三荔水库的功能为防洪、城市供水及漂流供水，总供水量8855万m3/a，其中城市供水量3255万m3/a，漂流供水5600万m3/a。水库正常蓄水位488m，正常蓄水位以下库容2999万m3；死水位469m，死库容386万m3，兴利库容2613万m3，库容系数3.5%，具有季调节性能。通过修建三荔水库，将荔波县城的防洪标准由20a提高到50a一遇，水库防洪限制水位488m，防洪高水位495.55m，防洪库容2382万m3。

2 径流计算

三荔水库坝址下游荔波县城设有荔波水文站，具有1961-2014年实测径流资料系列，该站资料系列较长，资料的可靠性、一致性、代表性较好，满足规范要求；因此，三荔水库坝址径流以荔波水文站为依据站，按面积比拟并考虑面上降水及径流系数修正，通过计算坝址以上多年平均来水量为23.8m3/s，多年平均径流量为75020万m3。

3 兴利调节计算

根据需水预测成果，三荔水库城市毛需水量为3255万m3(P=95%)；生态环境水按坝址处多年平均来水量的10%计，需下放环境水量为7502万m3；另外还要在4月15日-10月15日每天10小时下放8.5m3/s的漂流流量，漂流用水量为5600万m3；环境用水考虑与漂流用水结合，扣除漂流用水与环境用水重叠水量1567万m3，三荔水库需承担的供水量=3255+7502+5600-1567=14790万m3，年内分配过程见表1。

表1 三荔水库需水过程表

根据三荔水库长系列坝址径流来水过程，扣除流域内现状及发展用水，结合需水过程进行时历法长系列兴利调节计算，在不设置防洪限制水位的前提下，满足供水需水，需要的正常蓄水位蓄水位为488m。

4 汛限时段的确定

樟江流域5—10月为汛期，一般从5月份开始相继有洪水出现，到10月份基本结束。年最大洪峰主要集中在6-8月，其次是5-10月。从荔波水文站洪峰流量散点图可以看出在5、6、7、8月份发生的洪水不仅次数频繁而且洪峰量大。

从散点图来看，本工程的汛限时段定为5-8月。

图1 荔波水文站洪峰流量散点图

5 防洪库容的确定

洪水遭遇考虑两种组合：①坝址相应、区间同频；②坝址同频、区间相应。荔波县城的现状防洪标准为20a一遇，安全过流能力为2410m3/s；当发生“坝址相应、区间同频”的洪水组合时，区间来水洪峰流量为932m3/s，则三荔水库安全泄量为1478m3/s，荔波县城由20a提高到50a防洪标准需要的防洪库容为1335万m3；当发生“坝址同频、区间相应”的洪水组合时，区间来水洪峰流量为840m3/s，则三荔水库安全泄量为1570m3/s，荔波县城由20a提高到50a防洪标准需要的防洪库容为2382万m3；因此，对县城防洪不利的洪水组合为“坝址同频、区间相应”，需要的防洪库容为2382万m3。

6 防洪限制水位的确定

通常情况下，调节性较差，且供水过程比较均匀，防洪和兴利是可以结合的(完全结合或部分结合)。但三荔水库的供水过程是不均匀的，主要是因为漂流用水量大，且主要集中在4-10月，其中后汛期9月、10月的用水量已大于入库的来水量，也就是说9-3月这一时段水库没有多余的水来充蓄，而且还需要动用兴利库容来满足用水需求，如果采用防洪与兴利结合的方式，势必减少水库的可供水量。在满足水库供水功能最低正常蓄水位488m的情况下，经济合理便是采用防洪与兴利完全不结合的方式，即防洪限制水位等于正常蓄水位488m；当正常蓄水位抬高后，因后汛期来水量小于用水量，降低防洪限制水位将减少可供水量，抬高防洪限制水位可以增加供水量，但必然会增加工程投资。因此，在满足水库的防洪与供水任务的前提下，从工程的经济性来讲，采用防洪与兴利完全不结合的方式，即防洪限制水位与正常蓄水位齐平。

7 防洪与兴利结合问题

三荔水库工程是综合性的水利工程，其功能为防洪、城市供水及漂流供水。防洪和兴利的结合方式有三种：①防洪与兴利完全结合，即防洪库容全部放在正常蓄水位以下；②防洪与兴利部分结合，即防洪库容部分放在正常蓄水位以下，部分放在正常蓄水位以上；③防洪与兴利完全不结合，即防洪库容全部放在正常蓄水位以上；从工程的经济性来讲，尽可能的让防洪与兴利结合。

通常情况下，调节性能较差，且供水过程比较均匀，防洪和兴利是可以结合的。因三荔水库的供水过程不均匀，特别是汛限时段外的主要蓄水期9-10月漂流用水量较大，使得9 -10月的用水量已大于入库的来水量，需动用兴利库容来满足用水需求，如果防洪与兴利采取结合的方式，势必带来11-4月主要供水期无法保证供水任务。在这种情况下，水库应采取防洪与兴利完全不结合的方式。如水库的供水过程是均匀的，主要蓄水期9-10月保证供水后能蓄满，水库应采取防洪与兴利完全结合的方式；如主要蓄水期9-10月保证供水后仍有多余水量，但不能蓄满，水库应采取防洪与兴利部分结合的方式。

8 结 论

大中型水利工程的任务往往都不是单一的，当它同时具有防洪和供水任务时，在保证下游防洪安全的前提下，又不影响水库的供水任务，也就是说怎么将防洪与兴利有机结合，对工程的设计是比较关键的一个环节。根据水库的来水及需水过程，在不设置防洪限制水位的情况下，以满足需求而确定的正常蓄水位为基础，在设计供水保证率下如后汛期主要蓄水期(汛限时段外)保证供水后能蓄满，水库应采取防洪与兴利完全结合的方式；如后汛期主要蓄水期保证供水后仍有多余水量，但不能蓄满，水库应采取防洪与兴利部分结合的方式；如后汛期主要蓄水期保证供水后无多余水量或者保证不了供水需求，水库应采取防洪与兴利完全不结合的方式。

[1]胡振鹏，冯尚友.综合利用水库防洪与兴利矛盾的多目标风险分析[J].武汉水力电力学院学报，1989(01):71-79.

[2]牛国强.水库规划中防洪与兴利的综合研究[J].水利水电技术，1995(12):40-43,31.

[3]蔡红萍.解决涝河水库防洪与兴利矛盾的方案分析[J].科技情报开发与经济，2003(12):175-178.

1007-7596(2017)08-0118-03

2017-07-28

石浩(1978-)，男，贵州松桃人，高级工程师，研究方向为水资源、水利工程、水库等。

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