三里庄水库防洪兴利调度方案设计

王海霞，张俊玲，赵承强

（1.潍坊市水利局，山东 潍坊 261061；2.青州市弥河管理局，山东 青州 262500；3.诸城市水利水产局，山东 诸城 262200）

三里庄水库位于诸城市南外环路以南，控制流域面积240 km2。水库工程等别为Ⅲ等，设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准2 000年一遇，水库死水位64.08 m，兴利水位70.26 m，设计洪水位71.89 m，校核洪水位74.26 m，总库容6 912万m3，兴利库容2 334万m3。三里庄水库是一座兼具防洪及城市供水等功能的综合利用中型水库，水库调度基本任务为：保障水库防洪安全的前提下，保障水库能够按计划供水，达到设计保证率，防止发生供水深度破坏，以期达到国民经济最优化，同时提高水库管理水平。

1 防洪调度设计

三里庄水库防洪调度主要是以天气预报和流域雨量站实测雨量预估洪水，以库水位为判断条件，根据确定的防洪调度图进行调度。水库防洪调度图横坐标选用最大24 h净雨，并在调度图下方绘制了P+Pa与最大24 h净雨的关系曲线。防洪调度图主要包括3个区域，分别为不泄水区、控制泄洪区和敞泄区。

1.1 不泄水区边界线计算

三里庄水库不泄水区计算按照来水全部蓄存，最高水位不超过汛中限制水位的原则，用水量平衡的方法，求不同雨前库水位所对应的净雨，即得边界线坐标值，不泄水区计算的最高壅水位取汛中限制水位70.10 m。计算公式如下：

式中：VS为汛中限制水位所对应的库容，104m3；V0为雨前水位的相应库容，104m3；F 为流域面积，为240 km2。计算结果如表1所示。

表1 三里庄水库不泄水区边界线计算成果

1.2 控制泄洪区边界线计算

控制泄洪区计算的最高壅水位取允许壅高水位71.37 m。边界线下端点H0取死水位64.08 m，经试算，R24取282.0 mm。边界线上端点H0取71.37 mm，R24根据 Qm～R24相关关系确定为83.19 mm。控制泄洪区其他中间点根据试算求得。计算结果如表2所示。

表2 三里庄水库控制泄洪区边界线计算成果

1.3 敞泄区边界线计算

洪水敞泄区计算的最高壅水位取允许最高水位73.21 m。边界线下端点H0取死水位64.08 m，经试算，R24取540.0 mm。边界线上端点H0取 73.21 m，R24根据 Qm～R24相关关系确定为205.26 mm。敞泄区其他中间点根据试算求得。计算结果如表3所示。

表3 三里庄水库敞泄区边界线计算成果

1.4 调度图的应用

根据计算结果绘制汛期调度图，如图1示。

图1 三里庄水库防洪调度图

1）中小洪水调度方案：三里庄水库中小洪水调度运用计划为：雨前水位低于汛中限制水位70.10 m，根据调度图判断雨后库水位仍低于70.10 m时，闸门不开启；雨前水位介于70.10～71.37 m时，日净雨不超过208.5 mm，根据调度图预计雨后最高水位不超过71.37 m，5孔闸门缓慢开启3.30 m，控制下泄流量最大不超过700 m3/s。

2）标准内较大洪水调度方案：雨前水位介于70.10～71.37 m时，如日净雨超过208.5 mm，根据调度图预估水位将超过71.37 m，5孔闸门缓慢开启3.30 m，控制下泄流量最大不超过700 m3/s。当水位超过71.37 m时，日净雨不超过456.20 mm时，预计最高库水位将低于最高运行水位73.21 m，水库5孔闸门全开敞泄。此时应做好影响范围内村庄群众转移安置的准备工作，确保群众生命财产安全。

2 兴利调度

三里庄水库调节方式为多年调节，兴利供水调度图根据1989年以来的历年来水资料及需水量资料绘制而成。限制供水线的绘制方法为：选择年来水量稍大于或者小于供水量的年份，从供水期末库空（死水位）开始，顺时序调节计算，求得各月水库蓄水曲线，取得下包线，即为所求限制供水线。防破坏线绘制方法为：选出几个来水量稍大于用水量的年份作为代表年，起始库容从年末蓄满多年库容到年初仍回到多年库容为止，按照逆时序求得水库的蓄水过程，将各个代表年的逐月蓄水量绘制于同一张图上，求得各个蓄水曲线的外包线，所得即为水库供水防破坏线。兴利调度图成果如图2所示。

图2 三里庄水库兴利调度图

Ⅰ区域：为调洪区，防洪限制水位70.10 m以上到允许最高水位之间为调洪区，当水库超过防汛限制水位时，应按照防汛要求放水。

Ⅱ区域：为加大供水区，当水库蓄水量超过①线时，水库供水可以加大，多余的水量可以蓄存于水库，但是汛期水位不得高于防汛限制水位70.10 m。

Ⅲ区域：为正常供水期，当水库蓄水量位于①线和②线之间时，水库可以按照供水计划正常供水。

Ⅳ区域：为限制供水区，当遇到特枯年份，水库蓄水量低于②线时，应及时有计划地减少供水，使缺水造成的损失降到最低。降低供水量可以采用原供水量的70%～80%的办法完成，防止造成供水深度破坏。

3 结语

三里庄水库为诸城市的重要水库，防洪任务异常艰巨，同时水库还担负着城区生活供水任务，用水部门对供水保障率要求较高。本次三里庄水库调度规程设计过程中在经过上级主管部门同意的前提下，充分考虑水库兴利任务的重要性，适当地降低水库大坝防洪标准运行，有利于提高城镇居民生产生活供水保障率，对于防止供水发生深度破坏具有十分重要的现实意义。