馬 奪

（湖南中天水利水電勘察設(shè)計(jì)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

1 工程概況

黃材水庫(kù)位于湘水一級(jí)支流溈水上游，主壩壩址位于寧鄉(xiāng)市黃材鎮(zhèn)以西的鐵山里，下距寧鄉(xiāng)城區(qū)52.5 km。壩址控制流域面積240.8 km2，原設(shè)計(jì)總庫(kù)容1.45 億m3；正常水位166.00 m，相應(yīng)庫(kù)容1.26 億m3，為多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2 000 一遇，是一座以灌溉為主，兼有發(fā)電、防洪、供水、養(yǎng)殖等綜合效益的大（Ⅱ）型水利樞紐工程。溢洪道布置在竹山坳副壩左岸的獅牛沖，為河岸開(kāi)敞式，進(jìn)口為無(wú)底坎的寬頂堰，堰頂高程157.00m，裝有3 扇10.0m×9.3m（寬×高）鋼質(zhì)弧形閘門(mén)，以控制泄流，下游泄洪渠長(zhǎng)1.2 km，落差較大，經(jīng)過(guò)四級(jí)消力池消能后尾水進(jìn)入溈水。

2 調(diào)洪運(yùn)用方式

黃材水庫(kù)溢洪道尾渠匯入溈水，該河段的安全泄量為400 m3/s，下游3 km 的地方便是黃材集鎮(zhèn)。當(dāng)水庫(kù)下泄流量超過(guò)400 m3/s 時(shí)，下游河段堤防可能潰決，黃材集鎮(zhèn)將受到洪水威脅，但當(dāng)入庫(kù)洪水達(dá)到20 年一遇時(shí)，如果再控制泄量，水庫(kù)大壩就有可能漫頂潰決，使水庫(kù)下游遭受不可估量的損失。因此，1999 年上級(jí)職能部門(mén)組織專家專題研究制定了黃材水庫(kù)洪水調(diào)度原則：水庫(kù)起調(diào)水位166.00 m，當(dāng)庫(kù)水位低于167.00 m（控制泄量400 m3/s，20 年一遇洪峰到達(dá)時(shí)的庫(kù)水位），按下游河段安全泄量400 m3/s 控制下泄；當(dāng)庫(kù)水位超過(guò)167.00m 時(shí)，閘門(mén)全開(kāi)下泄。目前，該調(diào)度原則一直沿用。

考慮水庫(kù)下游防洪保護(hù)對(duì)象安全，且滿足水庫(kù)自身運(yùn)行安全，黃材水庫(kù)調(diào)洪過(guò)程主要如下：

1）水庫(kù)起調(diào)水位為溢洪道閘頂高程166.00 m（即正常蓄水位），相應(yīng)庫(kù)容為1.26 億m3。

2）調(diào)洪過(guò)程分以下兩種工況：

工況一：當(dāng)入庫(kù)洪水小于20 年一遇（庫(kù)水位低于167.00 m），剛開(kāi)始入庫(kù)流量Qq控泄，此時(shí)庫(kù)內(nèi)水位不斷上漲（但仍低于167.00 m），溢洪道下泄流量q 不斷增大，需控制溢洪道閘門(mén)開(kāi)度，使下泄流量q≤q控泄，如圖1 中b～c 段，因來(lái)水Q>q控泄=400m3/s，庫(kù)水位一直上升，t1 時(shí)至最高水位（但仍低于167.00 m），此后入庫(kù)流量逐漸減少，通過(guò)控制溢洪道閘門(mén)開(kāi)度，使庫(kù)水位恢復(fù)至正常蓄水位166.00 m。

圖1 入庫(kù)洪水小于20 年一遇調(diào)洪示意圖

工況二：當(dāng)入庫(kù)洪水大于20 年一遇（庫(kù)水位超過(guò)167.00 m），調(diào)洪開(kāi)始過(guò)程與小于20 年一遇洪水一樣，如圖2 中a～b 段和b～c 段，此處不再贅述；由于入庫(kù)流量Q 增大，庫(kù)內(nèi)水位一直上漲至t2，此時(shí)庫(kù)水位超過(guò)了20 年一遇洪水位167.0 m，說(shuō)明此次洪水標(biāo)準(zhǔn)已超過(guò)20 年一遇，這時(shí)應(yīng)保證大壩的安全作為主要目標(biāo)，將閘門(mén)全開(kāi)泄流，放棄控泄，如圖2 中c～d 段下泄流量驟然增大，此后閘門(mén)一直全開(kāi)，至t2 時(shí)達(dá)到調(diào)洪最高洪水位，如圖2 中d～e 段,此后由于入庫(kù)洪水Q 逐漸小于下泄流量q，水位也逐漸下降至起調(diào)水位166.00 m，如圖2 中e～f 段。

圖2 入庫(kù)洪水大于20 年一遇調(diào)洪示意圖

3 調(diào)洪演算

3.1 基本方程

根據(jù)水量平衡原理，調(diào)洪演算的基本方程為：

式中 Q1、Q2——時(shí)段Δt 始末入庫(kù)流量（m3/s）；

q1、q2——時(shí)段Δt 始末出庫(kù)流量（m3/s）；

V1、V2——時(shí)段Δt 始末水庫(kù)蓄水量（m3/s）；

Δt——計(jì)算時(shí)段（s）。

3.2 主要結(jié)果

根據(jù)調(diào)洪演算的基本原則和資料，利用調(diào)洪演算的基本方程采用試算法求得。調(diào)洪演算的主要結(jié)果見(jiàn)表1，入庫(kù)流量與下泄流量曲線圖（圖3）以2 000 年一遇為例。

圖3 2000 年一遇入庫(kù)流量與下泄流量曲線圖

表1 調(diào)洪演算成果表

3.3 結(jié)果合理性分析

本次調(diào)洪演算的結(jié)果與2001 年湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院初設(shè)成果的水位和下泄流量對(duì)比，在2 000 年和100 年一遇情況下略偏小，主要是由于資料的延長(zhǎng)所致，自1998 年至今，流域內(nèi)發(fā)生大暴雨的次數(shù)相對(duì)較少，因此計(jì)算結(jié)果略偏小，其成果較為接近，且與實(shí)測(cè)洪水基本一致，說(shuō)明方法正確，成果可靠。為工程偏安全考慮，同時(shí)為保持工程的水文特征數(shù)值的一致性，筆者推薦仍沿用2001 年初步設(shè)計(jì)中的洪水成果作為水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)的采用數(shù)值。

4 結(jié) 語(yǔ)

黃材水庫(kù)為溈水流域的骨干水利工程，為合理調(diào)度，充分利用水資源，統(tǒng)籌兼顧，減輕因大洪水帶來(lái)的危害，筆者認(rèn)為：溢洪閘門(mén)的調(diào)度方式要實(shí)行精細(xì)化管理，切實(shí)做到科學(xué)調(diào)度水庫(kù)和開(kāi)關(guān)閘門(mén)，規(guī)范閘門(mén)最佳的調(diào)度方式，不誤時(shí)機(jī)渲泄洪水和調(diào)節(jié)水庫(kù)水量。