李俊芳
摘 要:论述了东武仕水库功能定位,从水库调度运用的角度分析了库容曲线修测的必要性,通过水文、泥沙、淤积、径流分析得出了新的库容曲线。
关键词:库容曲线;必要性;水库功能;水文分析;径流分析;淤积预测;成果分析
中图分类号:TV697.11 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)01-0112-02
东武仕水库投入运行近60年来,对拦蓄洪水,储备水源,保护下游人民生命和财产安全,发挥了明显的经济效益和社会效益。
1 工程概况
东武仕水库是一座以防洪和工业供水为主,兼顾灌溉、发电等综合利用的大(2)型水库,水库主要工程建筑物有:大坝、泄洪洞、副坝和输水洞。总库容1.615亿m3,设计洪水标准为100年一遇,校核洪水标准为2000年一遇。
2 库容曲线修测的必要性
东武仕水库目前使用的库容曲线是1983年修正的库容曲线成果,距今已有30余年,加之经历了“96.8”洪水和2016年“7.19”洪水,库区现状情况不明影响着水库的正常调度运用。
东武仕水库近年来除了在1991年12月的《滏阳河东武仕水库除险加固工程初步设计》中对水库的兴利调节进行了分析,之后未对水库的上游来水和下游用水进行专门的研究;再者,随着社会经济的发展,水库实际运用功能是否发生转变,是否还与原设计的一致,这些都是需要进行复核的。
水库库容曲线修测和特征值修正是科学合理实施水库调度的技术支撑,关系着水库的防洪安全和综合利用效益的充分发挥;为提高水库运行率和保障安全调度,因此,对水库进行特征值修正是必要的。
3 水文分析
水库流域属北温带半湿润半干旱大陆性季风气候,冬季寒冷干燥,夏季炎热多雨,年内气候变化较大,降水量时空分布很不均匀,多年平均降水量为523mm,其中75%左右集中在6~9月份。
3.1 水文基本資料
东武仕水库水文站为坝下站,主要观测库水位,水库泄洪洞、输水洞流量以及下泄水量的含沙量。该站自1951年6月建站,控制流域面积340km2,具有1956~2016年连续60年的水文实测资料。
3.2 径流资料
3.2.1 径流资料系列
东武仕水库站具有1956~2016年连续60年的入库径流实测资料。2004年编制的《河北省水资源评价》具有东武仕水库1956~2000年的径流分析成果,本次径流分析,1956~2000年径流系列直接采用《河北省水资源评价》中的分析成果,只对2001~2016年的径流系列进行还原计算。
3.2.2 径流资料复核
为了保证径流资料的一致性,需对下垫面受人类活动影响显著的资料进行系列一致性修正。2004年编制的《河北省水资源评价》对人类活动影响较大的分区内单站及区间的1956~1979年地表水资源量系列,进行了一致性修正计算。
3.2.3 反推入库径流
东武仕水库站有1959~2016年的实测出库流量和相应时段的水库蓄水位、蓄水量,由此可反推出入库的实测径流系列。
以2013年实测系列为例,通过计算可得到水库的实测出库量和水库蓄水变量,由此反推得到入库径流量,计算表见表1。
4 水库泥沙分析
东武仕水库的入库泥沙由两部分组成,一部分为本流域自产径流携带入库,一部分是由大、小跃峰渠引漳河水入库携带的泥沙。东武仕水库在1959年建成蓄水前曾在坝前和库底进行过彻底清理。水库库区以上流域多为石质山区,且水库建成57年来,流域内发生过1963年一次特大洪水,1978、1996和2016年三场较大的洪水,加之流域内植被较好,因而水库淤积很少。根据《河北省水资源评价》,清漳河年均入库泥沙量为4.85万m3/a。
东武仕水库入库泥沙量为10.68万m3/a。经分析,泥沙在大水年份通过泄洪洞泄洪排沙较为明显,平时多为清水出流,按20%考虑泥沙实际排沙比,得出理论计算的每年淤积在库区的泥沙量为8.54万m3/a。
5 成果分析
5.1 水库水沙特性
东武仕水库年平均入库沙量为10.68万m3。库沙比15163/10.68=1420>100,说明水库泥沙淤积不严重。水库运行年限按22年至2039年,运行到2039年后的淤沙总量为187.99万m3。
由1964~2016年共53实测资料计算, 0.5,水库淤积形态为带状分布。
5.2 淤积分析与预测
本次水库淤积分析采用面积减少法进行计算,见表2所示。
通过计算,东武仕水库的m=2.85,因此判断东武仕水库形态为Ⅱ型。
5.3 水库淤积前后库容对比
根据1983年的实测库容曲线成果,水库库底高程为86.0m。水库正常蓄水位为109.68m,水库运行22年后的淤积总量为187.99万m3,经判断水库为Ⅱ型,通过试算,可得出水库的坝前淤积高程为87.28m,水库淤积前后的水位~面积~容积关系见表3。