戴会冉 刘兵超 曹信波
【摘要】本文主要介绍了大黑汀水库建库以来的兴利调度,并介绍了2012年、2016年、2017年具体的洪水调度情况,通过来水情况,在保障大坝安全的前提下,制定不同的洪水调度计划,目的是为了拦蓄洪水,抬高库水位,充分利用洪水资源供水发电、泄洪发电,使洪水资源利用最大化。
【关键词】大黑汀水库;兴利调度;防洪调度
1、概述
引滦枢纽工程主要包括引滦枢纽工程、引滦入津工程、引滦入唐工程和滦河下游农业输水工程。引滦枢纽工程作为引滦工程的龙头,它由潘家口水利枢纽工程、大黑汀水利枢纽工程和引滦枢纽闸三部分组成,潘家口水库、大黑汀水库作为津、唐两市供水的水源地,在水资源配置中起主要作用。
大黑汀水库于潘家口水库主坝下游30千米处的滦河干流上,总库容3.37亿立方米。其主要作用是承接潘家口水库下泄水量,拦蓄潘家口、大黑汀水库区间来水,抬高水位,跨流域向天津市、唐山市和下游工农业生产及人民生活用水提供水源,并利用输水发电。
2、水库调度
大黑汀水库的调度运用,是在确保大坝工程安全的前提下,根据规划设计标准和水库实际蓄水情况,结合下游河道防洪现状制定洪水调度方案,经上级主管部门批准后执行。大黑汀水库和潘家口水库执行“统一调度,联合运用”的原则。大黑汀水库汛限水位为133.0米,没有防洪库容,依据入库洪量大小,按照“来多少,泄多少”的原则,实施洪水调度。
2.1兴利调度
大黑汀水库严格执行潘家口水库下达的供水计划,根据供水流量的多少,制定供水调度方案,主要以机组发电为主,若流量达不到供水要求,可以根据供水流量的多少和供水部位,通过渠首闸、底孔、溢流闸补充流量,满足供水流量。
截止到2017年年底累计完成供水403亿m3,其中天津供水184亿m3,唐山市和迁安供水50.5亿m3,滦河下游供水167亿m3,唐山港路钢铁有限公司供水66万m3,津西供水980万m3,为津、唐两市的经济发展提供保障。自1979年-2017年大黑汀水库历年调节水量如图1。
2.2防洪调度
大黑汀水庫防洪调度根据入库流量和库水位涨势情况,首先调度水电站机组投入运行,充分利用下泄洪水发电。当水库水位达到汛限水位133.00m时,应首先开启6孔底孔闸门,而后开启23孔溢流闸。如23孔溢流闸全开仍不能满足泄洪要求,可再逐孔开启其余2孔底孔闸门和5孔溢流闸。
现将2012年、2016年、2017年三年出现的洪水调度情况概括如下,并根据实际调度情况进行总结分析。
2.2.1 2012年洪水调度情况
7月22日4时25分洒河来水流量1800-1900m3/s,5时40分库水位128.36m,22日8时入库洪峰流量2130m3/s,仅次于1994年“7.13”洪水(洪峰流量2150m3/s)。大黑汀的入库洪水过程,如图1-1。
具体的调度过程如图2:
7月19日8时大黑汀水库库水位128.11m,距汛限水位133.00m相差4.89m,汛限水位以下防洪库容为1.04亿m3。根据天气预报,未来3天将有1次较大的降雨过程。7月20-21日,受河套地区的高空槽性影响,同时由于副热带高压维持形成的阻挡作用,洒河流域普降大到暴雨,局部特大暴雨。
水位持续抬高,7月25日8时水位抬高至132.33m,7月25日11时,根据入库洪水情况,向滦河下游河道泄洪。泄洪先通过河电机组运行,剩余流量通过底孔或溢流闸泄洪。25日14日入津停水,入唐流量加至35m3/s,由渠首机组发电的剩余流量通过退水闸向滦河下游河道泄水。16:40入唐流量加至43m3/s。23:00库水位132.23m,入库124m3/s。26日5时水位132.20m,入库81.1m3/s,一直持续到7月27日8时,库水位132.24m。
2.2.2 2016年洪水调度情况
2016年7月25日8时水位129.83m,日均流量76.6m3/s,11时库水位129.91m,入库流量148m3/s,20时48分,库水位130.38m,入库流量371m3/s,为本次将水的最大流量。大黑汀的入库洪水过程,如图3.本次降水虽然流量不大,由于7月21日-7月23日一直有降水,地面趋于饱和,将全部形成径流汇集到水库中。
具体调度过程如下:
根据气象部门预报,7月28日至30日,唐山市将有一次降雨过程,大黑汀水库26日早8:00水位130.93米,日均入库265m3/s,预计27日早8:00大黑汀水库水位将接近132.0米,为保障大黑汀水库运行安全,需预泄洪水腾空部分库容。
2.2.3 2017年洪水调度情况
大黑汀水库网箱养鱼于2016年11月-2017年5月底全面清理完成后,水库运行方式也发生了很大变化,为了改善水库水质置换水体,从5月21日开始,水库水位维持在121.60m左右运行,6月14日水位降到最低(水位120.20m),直到8月4日(水位128.63m),水库迎来今年第一次强降雨后,水位才恢复到正常的发电水位。
8月2-3日,滦河流域普降暴雨和特大暴雨,降雨量创2012年以来新高。降雨过程中,潘、大水库以上的滦河流域最大日降雨量发生在潵河蓝旗营站,降雨量达274毫米,且发生100毫米以上的雨量站共21个。截至8月3日10:00,潘家口水库水位212.69m、库容152026万m3、反推入库流量1500m3/s。大黑汀水库水位125.76m、库容16561万m3、反推入库流量1922m3/s。本次洪水过程,8月3日9时30分,大黑汀水库库水位125.54m,最大入库流量2060m3/s(仅次于2012年“7.21”最大洪峰流量2130m3/s)。直到8月8日8时解除,库水位蓄至130.01m。本次洪水过程如图4.
这次大的降水过程中,大黑汀水库一直处于低水位运行,为抬高库水位,将此次洪水全部拦蓄,为以后的兴利调度提供保障。
3、结论
兴利调度需要严格执行调度指令,首先要根据供水流量大小和需要供水的断面(天津、唐山、滦河下游)情况,结合库水位,若库水位满足机组运行水位,则通过机组发电供水;若库水位不满足,则通过闸门供水。在满足各断面总供水流量的情况下,调整各分断面的闸门(入津闸、入唐闸和退水闸)开启高度,保证各断面供水流量。
洪水调度过程中,需要各部门通力协作,并时刻关注上游沿线的水情、雨情、工情的变化情况,根据变化情况,实时调整调度方案。2012年洪水调度过程中,既拦蓄了洪水又充分利用洪水满足了兴利调度的要求,充分利用洪水供水发电。2016年洪水调度过程中,通过底孔闸门和机组放水发电提前预泄,腾空一部分库容,为未来洪水预留库容。2017年洪水调度过程中,根据大黑汀水库水质情况,低水位运行,大部分库容被腾空,将这次洪水全部拦蓄,为兴利调度提供水源。
4、建议
⑴兴利调度中,严格执行调度指令,通过不断积累和总结经验,提高两个及以两个上断面供水的流量精度。
⑵防洪调度中,结合大坝实际运行情况和来水情况,既要充分利用洪水资源,又要最大限度的降低洪水资源带来的风险。既拦蓄洪水,又充分利用洪水供水发电或泄洪发电,使洪水资源利用率最大化。
⑶随着通讯设备和先进仪器设备的不断引入,加强气象预报和洪水预报系统的研究,提高预报精度,为兴利调度和防洪调度提供更可靠、更精确的数据,为更好的利用洪水资源提供保障。
参考文献:
[1]高云明,温立成,闻立芸.大黑汀水库洪水资源调度初探——以2012年“7·21”洪水为例[J].海河水利,2012(06):31-33+41.