田玉浩,劉 磊
(日照水庫管理局,山東 日照 276816)
日照水庫是一座多年調(diào)節(jié)綜合利用的大(2)型水庫,控制流域面積548km2,總庫容3.18億m3,興利庫容1.82億m3,興利水位42.50m,防洪能力達100年一遇設計標準、5000年一遇校核標準,設計洪水位44.02m,校核洪水位46.51m。面對日益增長的工農(nóng)業(yè)用水需求,為了最大化發(fā)揮水庫興利效益,水庫控制運用成為今后一個時期的重點工作。
汛限水位是水庫控制運用的一個重要控制指標,其確定偏重于水庫工程安全,是水庫防洪保安的關鍵性指標。日照水庫經(jīng)過除險加固后,防洪能力有了很大提高,今后一個時期,水庫更注重于水庫控制運用,以提高洪水資源化利用程度。同時日照市也采取了多項措施,如實施“西水東調(diào)、北水南調(diào),構筑日照水網(wǎng)”的戰(zhàn)略,進一步加強水資源的統(tǒng)一調(diào)配,以提高供水保證率。
日照水庫經(jīng)過除險加固后,主汛期汛中限制水位為41.5m。運行實踐表明,就洪水資源的充分利用方面而言,在較多年份出現(xiàn)了豐水年棄水過多,枯水年蓄水偏少的局面。如2008年豐水年,全年降雨量達1268mm,水庫總來水量為22690萬m3,汛期經(jīng)歷了2場大暴雨,暴雨產(chǎn)生的洪水總量為7600萬m3,溢洪總量達6314萬m3。而2009年枯水年,日照水庫根據(jù)汛期控制運用方案,汛前經(jīng)過棄水,將水位降至汛限水位以下,但由于汛中及汛后降雨偏少,水庫一直處于低水位運行,當年供水形勢比較緊張。因此,在水庫硬件設施較好的情況下,對水庫控制運用采用固定汛限水位,不利于水庫蓄水,限制了水庫綜合效益的充分發(fā)揮。水庫汛限水位實行動態(tài)控制,對保證工程安全、充分利用雨洪資源有著重要的現(xiàn)實意義。
汛限水位動態(tài)控制方法是在汛限水位極限允許的上下范圍內(nèi),根據(jù)實時降雨預報、降雨徑流預報信息、水庫實時水情,水庫的泄流能力及約束條件,確定預見期內(nèi)控制汛限水位值的方法。
通過對日照水庫洪水產(chǎn)匯流預報方案和降雨預報期等分析可知:日照水庫水位在41.5~42.4m之間的泄流能力為1347~1800m3/s,預泄能力有余;下游河道傅疃河經(jīng)過多年綜合治理,防洪能力也有了很大提高;同時日照水庫雨水情、洪水預報等自動化設施均已建成投入使用。日照水庫具有預蓄預泄法動態(tài)控制汛限水位的條件,可將汛限水位上限控制在42.4m以下。
在日照水庫除險加固工程庫區(qū)淹沒處理項目的實施過程中,鑒于水庫庫區(qū)耕地資源現(xiàn)狀并考慮以后日照水庫將保持高水位運行的實際,將42.5~43.5m高程之間的庫區(qū)作為滯洪區(qū),滯洪區(qū)的運用可增加調(diào)洪庫容2868萬m3。在確保水庫防洪安全的前提下,運用滯洪區(qū)的調(diào)蓄能力對水庫進行科學調(diào)度,可充分發(fā)揮滯洪區(qū)在洪水資源利用中的重要作用,也為汛限水位可靠地實行動態(tài)控制提供了有利的工程條件。
汛限水位實行動態(tài)控制后的效益分析主要針對可增加蓄水量。以典型年份按汛限水位上限42.4m對最大可利用棄水量進行分析。如表1所示。
表1 典型年份按汛限水位上限最大可利用棄水量表
通過表1分析可見,多數(shù)年份棄水量利用率還是較高的,通過逐步實現(xiàn)洪水的資源化,其產(chǎn)生的供水效益也較為可觀。
水庫汛限水位實行動態(tài)控制目前還處于研究探討階段,由于沒有較為完善嚴謹?shù)睦碚摶A及實踐經(jīng)驗,還需進一步探討,并充分考慮以下幾方面因素。
1)安全因素。主要由于水庫超原汛限水位長時間運行,水庫調(diào)洪庫容減少,使得洪水調(diào)度難度增大。
2)風險度的確定。如何在權衡總體風險效益、風險損失利弊的基礎上,確定汛限水位上限與下限是一個亟待研究的課題。
3)自動化設備應用水平。目前日照水庫已建成了洪水預報、雨量遙測、視頻監(jiān)控等自動化設備,但技術人員設備操作、維護水平及洪水預報、洪水調(diào)度、氣象預報水平不能完全達到要求。
4)滯洪區(qū)的使用。日照水庫上游42.5~43.5m已經(jīng)作為滯洪區(qū)使用,但尚未實際運用,實際運用高程、運用時間等都還在探討中,這雖然給汛限水位動態(tài)控制提供了工程條件,但使用中一些不確切因素也給汛限水位動態(tài)控制增加了風險。
日照水庫汛限水位實行動態(tài)控制是從水庫充分發(fā)揮蓄水興利效益出發(fā),以提高洪水資源化利用程度,不斷提高城市居民、工農(nóng)業(yè)用水保證率的控制方法。實行汛限水位動態(tài)控制后,上限控制水位為42.4m,水庫可增加調(diào)洪庫容2336萬m3,將對海洋特色新興城市的建設提供有力的水資源保障。但由于水庫汛限水位動態(tài)控制還處在探索階段,其中還有許多問題有待于人們?nèi)ブ匦抡J識和研究。