响洪甸水库动态汛限水位研究

刘 志， 张习明

(1.安徽省淠史杭灌区管理总局,安徽 六安 237005; 2.安徽省淠史杭灌区管理总局红石嘴管理处,安徽 金寨 237300)

响洪甸水库为多年调节大(1)型水库。水库自建成后，在防洪、灌溉、供水、发电及生态等方面发挥着重要作用。近年来，随着响洪甸水库除险加固工程实施竣工，增建了溢洪道与新泄洪洞，大大提高了对洪水的调控制能力；同时对水文测报系统进行升级改造，水文测报与洪水调度水平也相应提高。随着水库下游地区经济社会的快速发展，水资源供需矛盾日益突出，对洪水资源化的要求愈加迫切，如何协调水库防洪与供水的矛盾，在确保水库上下游防洪安全的前提下发挥供水、发电等综合利用效益，是急需研究解决的现实问题。

1 研究与运行的基本原则

1.1 总体思路

按照水库原防洪标准不变、不改变水库原功能与任务、不增加水库上游淹没损失、不影响下游河道防洪安全的原则，并确保风险可控前提下，结合库区暴雨洪水的季节性变化规律，利用气象、水文预报等信息对水库汛期进行动态调度，协调水库防洪调度和水资源综合利用间关系，以充分发挥水库工程的综合利用效益。

1.2 基本原则

基本原则是：①确保水库大坝及下游河道、抽水蓄能电站及淠河灌区渠首枢纽横排头枢纽防洪安全。②在淮河干流发生大洪水时，继续承担为淮干蓄纳5亿洪水任务。③水库防洪安全、下游河道防洪安全及库区淹没不受影响，风险最小。④维持水库主要功能不变，即水库主要承担防洪、下游淠河灌区灌溉用水任务及发电，城镇及生态用水任务不变。⑤水库汛期调度原则基本不变

1.3 边界条件

边界条件为：①防洪标准保持不变，水库大坝设计洪水标准为500年1遇，校核洪水标准为5000年1遇；为淮干蓄洪水位132.63m，水库设计水位140.98m及校核洪水位143.37m保持不变。②不增加上游库区淹没影响处理范围，即20年1遇洪水位不超过水库原设计的移民和土地淹没赔偿线高程132.7m。③水库发生300年1遇以下标准洪水，水库下泄量不加大，确保下游河道、抽水蓄能电站及淠河灌区横排头渠首枢纽工程防洪安全。

1.4 调度方式

响洪甸水库入库洪水具有季节变化规律，按《大中型水电站水库调度规范》和《综合利用水库调度通则》的要求，应实行分期防洪调度。为保持汛期防洪调度一致原则，后汛期防洪调度方式同主汛期类似。

2 设计洪水计算分析

水利部《关于安徽省响洪甸水库除险加固工程初步设计报告的批复》(水总[2008、587号)明确同意水库除险加固后正常蓄水位仍采用128m，主汛期(06-15日～08-20日)限制水位125 m，后汛期(08-21～09-15日)限制水位采用128m。

(1)水库现有汛期及控制水位。根据响洪甸水库汛期调度运用计划，汛期06-15日～09-15日汛限水位为125m，其余时段为非汛期库水位控制为128m。

(2) 现有汛期划分研究。安徽省位于我国冷暖气流交换带，暴雨主要由6～07月的梅雨和08～09月的台风雨形成。响洪甸水库位于大别山区，该区暴雨一般集中在6～09月，占全年暴雨量的77%，平均暴雨初日为5-16日，终日为8-29日。

响洪甸水库现行汛期起讫时间06-15日～09-15日，通过实测暴雨资料及建库实测洪水资料分析，其中06-15日～07-31日为流域暴雨发生频繁、量大面广的江淮梅雨季节，其间出现的洪水次数频繁且洪峰量级较大，对水库防洪安全威胁甚大；07-31日～08-20日主要受台风影响较多，但其发生暴雨的机率和量级均小于梅雨期；08-21日以后则基本上没有太大的、有威胁水库安全的暴雨发生。

研究认为将响洪甸水库分为主汛期(06-15日～08-20日)和后汛期(08-21～09-15日)是合适的，也符合水利部水总[2008]587号批复精神。

(3)主汛期调洪成果。主汛期动态汛限水位研究，按现行调度方式06-15日水库水位理论上要从128m降到125m，08-21日后要从125m上升到128m，调度线为矩形，比较极端。从淮河干流实际发生的大洪水年份分析，淮河正阳关以上最大洪峰均出现在06-15日～07-31日间，因此7月以后可以考虑不为淮干留5×108m3蓄洪库容考虑调度方案。研究拟定06-15日～07-31日汛限水位按125m，08-01日～20日考虑可不为淮干留5×108m3蓄洪、汛限水位则可抬高。实际调度中，需根据下游洪水遭遇及错峰要求来确定蓄洪时间，但各种调度运行的特征水位均在此范围内。2种方式调洪运行成果如表1所列。

表1 响洪甸水库调洪采用成果表(主汛期)

在主汛期06-15日～07-31日，必须考虑为淮干蓄洪的条件下，水库5000年1遇最高洪水位为143.37m，接近于大坝所能承担的最高静水位143.4m，故在此期间水库汛限水位维持125m。

在主汛期08-01日～08月20日，不考虑为淮干蓄洪条件下，当汛限水位为125m水库5000年1遇校核洪水位为141.45m，与最高洪水位143.37m相差近2m，同时20年洪水位也只有128.55m，低于水库原设计的移民和土地淹没赔偿高程132.7m。故可抬高汛限水位，通过试算将汛限水位125m抬高至128.5m，水库5000年1遇校核洪水位为143.27m，接近于大坝坝所能承担最高静水位143.4 m；20年1遇洪水位为131.53m低于水库原设计的移民和土地淹没赔偿高程132.7m，不会增加库区淹没损失；同时300年1遇洪水以下不增加下游河道防洪安全。

研究结论：主汛期06-15日～07-31日水库汛限水位维持125m；08-01日～08-20日期间汛限水位可以抬高至128.5m以下，在水库正常蓄水位水未抬高前提下，应控制在不超过128m。

(4)后汛期调洪成果。根据上述选定的调洪原则，对后汛期拟定的不同汛限水位方案进行调洪计算，后汛期调洪成果如表2所列。

表2 响洪甸水库调洪采用成果表(后汛期)

后汛期汛限水位抬高到128m、129 m、130 m时，其5000年1遇洪水最高库水位为135.29m、136.07m、136.84m，20年1遇水位130.34 m、131.94m、132.33m。均低于水库设计值143.37m和132.7m。

当后汛期汛限水位抬高到131m时，其5000年1遇洪水最高库水位为137.64m低于水库校核洪水位143.37m，但其20年1遇洪水位已达132.92m大于水库原设计的移民和土地淹没赔偿高程132.7m，则会增加库区淹没损失。

研究认为响洪甸后汛期抬高蓄水位至130m不影响水库安全、不抬高库区淹没水位、不增加水库上下游防洪负担。水库在后汛期08-20日～09-15日期间，可将水库防洪限制水位逐步提高到130m，可增加水库汛后蓄水量，提高发电、灌溉、供水等综合效益。在水库正常蓄水位水未抬高前提下，应控制在不超过128m。

从后汛期调算结果分析，响洪甸水库正常蓄水位具备向上调整空间与潜力，建议有关方面可以继续开展此方面研究。

3 风险与效益分析

3.1 风险分析

本次响洪甸水库动态汛限水位研究的前提为：保证现有工程原防洪标准不变，不增加上游淹没损失及不影响下游河道防洪安全。本次响洪甸水库推荐的汛限动态水位控制无风险。

3.2 效益分析

若响洪甸水库后汛期08-20日～09-15日汛限水位由现状的125m抬高至128m，水库弃水量为2.62×108m3较现状弃水2.76×108m3减少弃水多年平均值为1400×104m3。后汛期抬高汛限水位后多年平均发电量年均增发电量88×104kW·h。

4 结束语

通过研究，可将水库现有汛期划分为主汛期与后汛期，水库汛限水位实行动态控制是可行的，近期响洪甸水库主汛期06-15日～07-31日承担为淮干蓄洪任务，汛限水位采用125m，08-01日～08-20日，不需为淮干蓄洪，汛限水位按不超过128m控制，08-21日～09-15日汛限水位采用128m。