黄松峪水库非主汛期洪水调度与管理分析（刘振红）

摘要：依据“确保安全, 科学调度, 适度风险”的原则, 从防御洪水向管理洪水转变的观念出发,在对黄松峪水库历年来的水文水工资料进行分析论证的基础上, 提出非主汛期( 9 月1 日—9 月15 日)的汛限库水位由205.2 m 提高到205.4 m。

关键词：非主汛期 洪水调度 黄松峪水库

中图分类号：TV697.1 文献标识码：B 文章编号：1673- 4637( 2007) 03- 0009- 03

北京市是个严重缺水的城市, 而平谷区也存在着降水时空分布不均问题。平谷区入境水量已有大量被上游截取, 加之近几年连年干旱, 水资源的供需矛盾已非常突出。根据平谷区水资源评价报告, 到2010 年将缺水近6 000 万m3。因此尽可能合理地拦蓄地表、地下水对于解决平谷区水资源短缺具有重要意义。而保护水环境的同时, 充分开发、利用, 经营、管理区域内有限的水资源, 为社会创造更多的物质财富, 也是水务人的责任。

1 黄松峪水库概况

(1) 地理概况。黄松峪水库位于平谷区东北部黄松峪乡内, 蓟运河支流泃河的一条支沟上, 流域面积49 km2, 主沟长11.5 km。

(2) 枢纽工程概况。水库为混凝土重力坝, 坝长185m, 坝顶宽5m, 最大坝高48.5m, 坝顶高程206.5m;水库死库容50 万m3, 兴利库容950 万m3, 防洪库容190 万m3; 设计洪水位( 50 a 一遇) 205.5 m, 对应库容1 009 万m3, 校核洪水位( 由原来的200 a 一遇提高到500 a 一遇) 206.1 m, 对应库容1 040 万m3。

(3) 汛期限制水位。6 月1 日—8 月10 日汛限水位203.0 m, 对应库容842 万m3。8 月11 日— 8 月31 日汛限水位204.0 m, 对应库容910 万m3。9 月1日— 9 月15 日汛限水位205.2 m, 对应库容988 万m3。

(4) 气候、地质、水文概况。黄松峪水库大坝坝体座落在震旦系石英岩组成的峡谷上, 坝基虽然夹有少量薄层泥质砂岩, 但总体情况良好。平谷区属于暖温带大陆性季风气候, 春季干旱多风, 夏季高温多雨,秋季凉爽, 冬季寒冷干燥。多年平均降水为668 mm。因受山区气候影响, 水库流域面积内多年平均降水量730 mm, 略高于平原地区。多年平均径流深250 mm,多年平均径流总量1 225 万m3。

2 观点的提出

在传统水利向资源水务过渡的现阶段, 要实现防御洪水到管理洪水的转变。本着这样一种管理洪水的理念, 最大限度地开发潜在的水资源量。

经查阅自建库以来的水文、水位资料, 在对其进行分析的基础上, 试论证将非主汛期( 9 月1 日—9 月15 日) 的库水位由205.2 m 提高到205.4 m 是否可行。

库水位抬高, 库容也相应地由205.2 m 对应的988 万m3 水增加到205.4 m 对应的1 002 万m3, 库容增加14 万m3, 涨幅为1.417%。水位的抬高势必给水工建筑物的运行带来一定的影响, 客观地分析评价这一影响, 对于论证在非主汛期( 9 月1 日—9 月15 日)抬升库水位至205.4 m 的可行性是必要的。

3 分析与评价

黄松峪水库设计上游洪水位205.5 m, 下游洪水位172.0 m, 坝体承受荷载均按此设计洪水位进行计算,设计扬压力为7.72×106 N/m, 抗震基本烈度为8 度。

3.1 水库多年运行水文、水位资料

经查阅水库在正常运行的31 a 里, 有1985、1987、1990、1995、1996 年5 个年份中曾超最高蓄水位205.2m。

3.2 测压管观测资料整理分析

黄松峪水库测压管观测孔共有15 孔, 其中高水位运行的5 个年份测压管水位资料见表1。

6#、0+060、0+064 测压管位于第Ⅳ坝段, 非溢流坝段, 用来监测第Ⅳ坝段上不同坝高位置的渗透水头,从而对其进行扬压力计算。第Ⅳ坝段3 孔测压管水位资料见表2。

经由实测测压管资料计算得1995 年Ⅳ坝段扬压力为4.99×106N/m, 小于设计扬压力; 1996 年得Ⅳ坝段扬压力为5.53×106N/m, 小于设计扬压力。

无论是从1995、1996 年水库高水位运行的测压管资料分析的结果得出, 还是从大坝实际运行的情况分析, 都表明坝体内部结构完好, 运行正常。

3.3 大坝安全监测资料分析

黄松峪水库大坝有13 个工作标点、2 个基本工作点和1 个起测基点观测大坝水平位移与垂直沉降。根据建库以来31 a 长系列大坝安全观测资料制定大坝安全监控指标的数学模型。

水文资料中选取特枯年( 2000 年) 和丰水年( 1991 年) 的沉降位移观测资料与超高水位运转的典型代表年( 1996 年) 的沉降位移进行比较, 详见表3、表4。

3.4 评价

1991、1996、2000 年沉降、位移的资料表明水库高水位运行使坝体沉降、位移量增加是必然的, 但由于水库本身是按照设计水位205.5 m 设计的, 所以能够保证水库大坝主体结构的正常运行。由于水库水位不可能始终保持超高水位值, 随着水位的回落, 沉降和位移量会有不同程度的减小, 所以在水库运行状况良好的前提下, 在防汛任务日益艰巨, 水资源严重短缺的情况下, 如在非主汛期( 9 月1 日—9 月15 日)适当将蓄水位提升到205.4 m, 虽有加大位移量的风险, 但不影响主坝体的安全运行。在此种状况下, 依据经检验合理的大坝安全监控指标及天气预报情况进行黄松峪水库的防洪与调蓄是可行的。

4 效益分析

尽管黄松峪水库管理中仅增加蓄水量14 万m3,但对于一个严重缺水的地区来说, 每一滴水都值得珍惜。短时间( 例如半个月) 内高水位的风险几乎为零,对于增蓄水量, 按0.5 元/ m3 的收费标准和90%的利用率, 可直接带来经济效益6.3 万元; 而其潜在的效益是推进农、林果业发展, 带动多种产业经营。

5 建议

(1) 建议每年利用校核基点校测1 次。

(2) 尽早建立大坝观测自动化管理系统, 制定大坝安全监控指标数学模型, 加强对大坝运行管理的监控, 做到数据采集及时, 成果分析准确。

作者简介: 刘振红( 1976 —) , 女, 工程师。

来源：《北京水务》2007.3