汛限水位动态控制的限值研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 22 日 作者简介:赵雪雯(1995),女,汉族,浙江东阳人,大学本科,工程师,研究方向:水利管理。-106-汛限水位动态控制的限值研究 赵雪雯 杭州市水库管理服务中心,浙江 杭州 310005 摘要:摘要:我国水资源缺乏,为了水资源可持续发展,优化水库调度势在必行。从汛限水位静态控制转为动态控制,可以更好利用雨洪资源,有效解决防洪和兴利之间的矛盾,对发挥水库综合利用效益、提升洪涝旱灾害防控能力有着重要意义。以青山水库为例,分析水库实施汛限水位动态管理的可能性,探究其动态控制的上限及下限水位,探讨动态控制的效益及风险。关键词:关键
2、词:汛限水位;动态控制;水库调度 中图分类号:中图分类号:TV697 1 概述 我国人均水资源缺乏,不科学的水库蓄泄方法造成大量洪水资源浪费,水资源缺乏与洪水泛滥的矛盾已经成为水资源管理的一大难题。据统计,我国大中小型水库有 9.8 万余座。为了保证大坝安全,许多水库在汛期通过静态控制法控制水位,即采用一个固定的汛限水位值,当汛期洪水来临,水位超过汛限水位时,必须通过泄洪将库水位将至汛限水位或其以下。这样的调度方法虽然有利于保证水库大坝安全,但也造成了大量洪水资源的浪费1。近年来,随着经济发展和科技进步,水雨情自动测报系统的应用更加广泛,短期降雨预报、短期洪水预报的精度不断增加,对于水库汛限水
3、位的管理也提出了更高要求,逐步由静态控制方式转为动态控制方式,建立了实时控制汛限水位的新理念。而汛限水位动态管理的关键在于确定水位控制的上、下限值。本文谨以位于浙江杭州的青山水库为例,分析其实施汛限水位动态控制的可行性,探究其水位动态控制的上、下限值,探索存在风险与效益。2 青山水库概况 2.1 流域概况 东苕溪发源于天目山,东接杭嘉湖东部平原,北临太湖,西邻浙西区西苕溪水系,自上而下依次穿越杭州市的临安区、余杭区,湖州市的德清县、吴兴区。东苕溪中上游是典型的山溪性河流,源短流急,洪水暴涨暴落。中下游为剥蚀堆积丘陵平原区,这里地形相对平坦;全域山丘面积大约占据了 88,平原面积则占到了 12。
4、2.在整个地区,山丘面积占据了约 88,而平原面积只占到了约 12。3.大约 88的区域被山丘所覆盖,剩下的区域则是平原,比例为12:比如山丘区域约占全域的 88,而平原区域则仅占到 12。本文所研究的青山水库位于杭州市西郊临安区境内,东苕溪主干流南苕溪上,距临安中心城区约 8km,距杭州市区约 40km,坝址以上控制流域面积 603km2。青山水库坝址至余杭镇通济桥之间的区间(简称青山余杭区间,下同)集水面积为 127.5km2,水库控制集水面积占余杭通济桥以上集水面积 82.53。2.2 工程概况 青山水库是一座以防洪为主,结合灌溉、发电等综合利用的水利工程,工程规模属大(2)型,工程等别
5、为等3。青山水库正常蓄水位为 25.00m,设计洪水位为 32.56m(P=1),校核洪水位为 35.03m(P=0.01),汛期汛限水位 23.16m,移民水位(P=5)为 31.16m,土地征用水位(P=20)为 29.86m,发电死水位 19.16m,灌溉死水位 17.16m,总库容 2.13 亿m3,正常蓄水位以下库容 5315 万 m3,汛限水位以下库容3600万m3,死库容407万m3,发电装机容量2.52MW,设计灌溉农田面积 10 万亩。2.3 采取汛限水位动态控制的可行性 汛限水位动态控制需谨慎对待,充分评估各项实施条件,确保目标的实现。(1)根据当地社会经济情况,决定是否需
6、要进一步发展水库的综合效益;中国科技期刊数据库 工业 A-107-(2)没有达到一类坝的标准,水库就无法发挥其应有的作用。(3)流域内拥有完善的降雨预报、洪水预报、水情自动监测系统,这些系统作为动态控制的科学依据。(4)水库具有健全的管理机构、先进的技术水平,为动态控制的运行决策提供保障。青山水库满足上述实施条件:(1)大坝为一类坝。青山水库最近一次大坝安全鉴定于 2014 年 7 月完成,并按现行规程规范完成了汛限水位复核工作,水库大坝经鉴定为一类坝。针对存在的裂缝、渗流等安全隐患,均实施了维修加固,截至目前运行情况优良。(2)具备完善的水雨情测报系统、洪水预报调度系统。青山水库水雨情监测系
7、统采用原浙江省水文局开发的雨润遥测系统,并于 2019 年进行了升级改版,监测水库上下游共33个站点的数据,包含雨量、水位、流量、蒸发等数据,数据采集频次和密度均能满足防汛工作需求。水雨情遥测采用浙江省水文中心推出的ME 数据管理软件。洪水预报调度系统为河海大学开发,最早开发于 1999 年,经过 2010 年改造、2020 年升级,采用的模型以新安江模型为主,采用流域17个雨量站,2 个水文站,其中桥东水文站实测流量作为入库的参证站(桥东站 面积占流域 38.6),模型经重新率定,系统运行稳定。在汛期实行自动预报、人工干预预报相结合的方式,提高预报精度。此外,还建有综合信息管理平台、安防监控
8、平台,提升了防汛调度工作的效率,使调度流程更加安全、规范、标准。(3)上游库区蓄洪、下游河道承泄能力无明显制约。东苕溪流域经过多年防洪治理,整体防洪能力有了明显提升。青山水库以上结合临安城防、水库征地移民、青山湖综合治理等工程,已建成 50 年一遇回水堤及南苕溪干流堤防。青山水库以下至余杭段基本能防御 20 年一遇洪水,余杭段左岸基本能防御 20 年一遇洪水,德清段左岸基本能防御 20 年一遇洪水(局部农村段设防标准为 10 年一遇),干流右岸西险大塘基本能够防御 100 年一遇洪水。苕溪清水入湖、东航大桥拆除等河道整治工程的相继完成,使干流行洪能力也有了长足的提升。(4)具备健全的管理机构、
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