浅析岗南和黄壁庄水库梯级水库调洪演算情况.docx

浅析岗南和黄壁庄水库梯级水库调洪演算情况李书锋1，王云丽2，崔志刚1(1.河北省黄壁庄水库管理局，石家庄050224;2.石家庄水文水资源勘测局，石家庄050224)通过对岗黄水库联合调洪演算及对细节问题的处理，加深了对水库洪水过程的认［摘要］识，对水库调度运用方式更加熟悉。［关键词］调洪演算;水量平衡;联合调洪;汛限水位［中图分类号］［文献标识码］［文章编号］1006－7175(2011)12－0066－02TV697B工程概况黄壁庄水库位于海河流域子牙河水系两大支流之一———滹沱河干流上，距离河北省会石家庄市约30km，是滹沱河中下游重要的控制性大(Ⅰ)型水利枢纽工程，总库容12.1×108m3。建库50多年来，先后抗御较大洪水6次，其中特大洪水2次。特别是1996年，水库将最大入库洪峰流量12600m3/s，消减为3650m3/s，消减达71%，减免下游经济损失近150亿元。该水库是一座以防洪为主，兼有灌溉、发电、工业和城市生活、环境供水为一体的大(Ⅰ)型控制性水利枢纽工程，具有重要的社会、经济效益。水库与距上游28km的岗南水库同为河北省太行山山区的两座大型梯级水库，总控制流域面积23400km2，库容分别为12.1×108m3和17.51×108m3，因两座水库的重要性和复杂性，其设计洪水分析研究一直是关注的重点之一。特别是建库后，设计洪水分析先后采用频率法计算9次，可能最大洪水计算2次。最后，水库除险加固工程所采用的是经水规总院批复的加入古洪水后的设计频率10000年一遇洪水标准。调洪演算原理及方法介绍水库调洪演算的任务是求解方程组:Vt=Vt－1+((Qt+Qt－1)/2－(qt+qt－1)/2)Δtq=f(Zt)13式中V、V、Q、q为第t时段始末水库的蓄水、Q、qt－1t－1t－1ttt量、入库流量和出库流量;f(Zt)为水位Zt相应的泄流设备的溢流能力，其过程通常有3种情形:①是给定时段末出库流量，确定时段末库水位;②是给定时段末库水位，确定时段末出库流量;③是自由溢流，在自由溢流时，时段末的水库水位与泄流设备的泄流能力相互关联，由于库容曲线与泄流能力曲线是非线性的，所以水库调洪演算方程组为隐式非线性方程组，目前还不能求出解析解。调洪计算的基本原理是水库水量平衡，计算方法主要有列表试算法、半图解法、图解法、简化三角形法等，其中列表试算法具有概念清楚、易于理解、精确度高等优点，但存在计算繁琐、反复查图、速度较慢的缺点。随着计算机应用的普及，笔者针对试算法进行了探索，利用Excel表格强大的计算功能结合半图解法解决水库控泄难题，简化调洪演算方法，取消了人工查图、手工反复试算的过程，极大地提高了计算速度。任务来源鉴于岗南、黄壁庄水库除险加固工程均已完工，并通过大坝安全鉴定，防洪标准均为500年一遇设计，10000年一遇校核，但是完工后的水库各项参数并未经过大洪水的考验。根据冀汛办［2011］第45号文件精神，今年的汛期调度运用计划中黄壁庄库和岗南水库的汛限水位分别为115m和192m，实行三级控泄方案。结合2009年通过验收的岗南、黄壁庄水库汛限水位动态研究成果，调度人员根据工程实际情况，结合今年汛期调度运用计划，对各种不同汛限水位和不同频率洪水进行调洪演算。2岗黄水库调洪演算细节情况44.1调洪所采用的基础资料4.1.1库容曲线岗黄水库均采用1989年实测资料分析曲线。4.1.2泄流曲线岗南水库泄水建筑物有泄洪洞、正常溢洪道、新增溢洪道。黄壁庄泄水建筑物有泄洪底孔、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道。均采用除险加固以后的值。［收稿日期］2011－08－15［作者简介］李书锋(1973－)，男，河北青县人，高级工程师，从事水库调度及水资源保护等方面的工作;王云丽(1979－)，女，河北石家庄人，工程师，从事水文水资源管理工作;崔志刚(1976－)，男，河北平山人，工程师，从事水政水资源管理工作.—66—李书锋，等:浅析岗南和黄壁庄水库梯级水库调洪演算情况第12期庄水库水位低于5年一遇洪水标准时，与区间凑泄400m3/s;当黄壁庄水库水位≤10年一遇洪水标准时，与区间凑泄800m3/s;低于50年一遇洪水标准时，与区间凑泄3300m3/s。水位＞203m时，所有建筑物敞泄。4.2.2黄壁庄水库调度方式根据冀汛办［2011］45号文，确定今年汛限水位为115m，经调洪演算，各洪水标准水位及泄量指标见表1。4.1.3设计洪水过程线岗黄过程线采用天津设计院1994年《岗南黄壁庄水库设计洪水复核报告》中成果，对岗南设计区间相应、岗南相应区间设计两种组合进行了调洪分析。4.2岗黄洪水调度运用方式岗南水库调度方式4.2.1岗南水库起调水位192.0m，水位≤203m时，当黄壁表1黄壁庄水库主汛期调洪成果表洪水标准项目5年一