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黄河水库群水沙资源化联合调度管理的若干思考

收录时间:2007-01-26 12:41 来源:建筑中文网  作者:碧森尤信  阅读:0次 评论:0我要评论

内容提示:自8月下旬~10月中旬,黄河流域泾渭洛河和三花间出现了历史上少有的50余天的持续性降雨,干、支流相继出现10多次洪水,其中渭河发生了“首尾相连”的6次洪水过程。调度经历了以下阶段

延伸阅读:水沙 洪水 渭河 调度 黄河流域

    1、2003年黄河秋汛洪水泥沙调度管理实践

    1.1、调度过程

    自8月下旬~10月中旬,黄河流域泾渭洛河和三花间出现了历史上少有的50余天的持续性降雨,干、支流相继出现10多次洪水,其中渭河发生了“首尾相连”的6次洪水过程。调度经历了以下阶段:

    第一阶段:拦洪蓄水、削峰减灾。9月6日之前,由于小浪底水库未达到后汛期(9月11日~10月23日)汛限水位248m,考虑2004年黄河下游供水及引黄济津水资源的安全,水库以拦洪蓄水、削峰为主运用,按调度方案逐步向后汛期汛限水位过渡(9月1~10日是汛限水位的过渡期)。(参考《建筑中文网

    第二阶段:防洪预泄、调水调沙。9月6日小浪底水库水位达到245.83m,库内已经形成浑水水库,浑水层厚约24m,坝前淤积面高程达到182.5m.预估未来6d潼关站径流量约10.5亿m3、小花间径流量5.3亿m3.如果继续采取拦洪蓄水运用方式,小浪底水库水位将很快突破248m,对后汛期水库防洪运用、库区减淤、闸门防淤堵和发电安全等将产生严重影响。小浪底水库从9月6日按照防洪预泄调度运用,并结合实施调水调沙。

    9月17日小浪底水库浑水层全部泄完,坝前淤积面降低至179m以下;同时,黄河下游兰考段出现漫滩,由于“二级悬河”形势严峻,漫滩洪水迅速形成几米深的堤沟河,对黄河大堤安全产生威胁,给整个黄河流域的防洪形势增加了不利因素;引黄济津也已经开始,国家防办对降低引黄济津的含沙量提出了要求;小浪底水库水位已接近250m,即将达到进行大坝250~260m水位蓄水检验的条件。综合考虑这些因素,小浪底水库9月18日结束了防洪预泄调度,改为按日均400m3/s下泄。

    第三阶段:确保大坝、兼顾下游。渭河第四号洪峰9月21日已在华县站形成,9月23日小浪底水库水位达到253.75m.小浪底水库大坝为新坝,为保证大坝安全,决定250~260m阶段蓄水水位要缓慢抬升,9月底前不得超过255m,10月底前不得超过260m.小浪底水库以确保大坝安全为主、兼顾减轻下游防洪抢险压力、减少下游滩区损失,按控制花园口流量不超过2700m3/s拦洪控泄运用。

    在控泄运用中,10月6日小浪底库水位超过了260m,10月15日最高达到265.69m.经专家论证,要求小浪底水库水位尽快降到260m以下。根据水情预报,仅靠小浪底水库调节,水位短时间很难降下来,决定三门峡水库于10月16日提前蓄水运用,以减轻小浪底水库高水位蓄水压力。

    第四阶段:配合堵串、腾库防凌。9月18日兰考蔡集生产堤溃口,漫滩面积2.3万hm2,水围村庄114个,人口近12万人。洪水偎堤长度35km,堤前最大水深5m.东明县徐集水位达到68.88m,超出“96.8”洪水漫滩水位0.34m,接近历史最高水位。

    由于漫滩时间已达到40多天,东明堤防出现较多的渗水和管涌险情,被水围困群众生活受到较大影响,小浪底大坝也已经过250m以上近40d高水位考验。经综合研究分析,决定小浪底水库260m以上水位蓄水时间可以延长,要求控泄小浪底下泄流量,配合蔡集于10月底完成堵串。小浪底水库10月26日开始按花园口流量不超过500m3/s控泄,蔡集堵串完成后,继续按花园口不超过2500m3/s流量缓慢泄水,为防凌腾出库容。按照11月底小浪底库水位维持在259m左右的防凌预案要求,11月18日小浪底库水位258.56m,秋汛调度过程结束。

    1.2、调度效果

    1.2.1、拦洪削峰,实现了减灾目标 多次把花园口站可能形成的5000~6000m3/s的洪峰,削减至2500m3/s左右,避免了因黄河下游大面积漫滩而导致的大部分黄河大堤普遍长时间、高水位挡水可能出现的大量渗水、管涌险情,大大减轻了黄河下游的防洪压力。

    保障了滩区广大人民群众生命财产安全。2003年的秋汛洪水,各水库若按常规调度运用,黄河下游除高滩区外,其余将全部漫滩,预估漫滩面积达27.87万hm2,占全部滩区的74%;淹没耕地17.47万hm2,占全部耕地的77%;被水围困人口将达130万人,需外迁45万人。而实际漫滩面积约3.33万hm2,水围人口不到14万人。

    1.2.2 调水调沙,实现了减淤目标,9月6~18日,在进行防洪预泄调度的同时,利用小浪底水库调控出库含沙量,使水库下泄的“浑水”与小花间清水“对接”后,在花园口站形成了流量为2400m3/s、含沙量30kg/m3的水沙过程。

    在调度过程中,进行了三门峡、小浪底、陆浑、故县4库水沙联合调度。三门峡水库敞泄排洪排沙;小浪底控泄前期以小水大沙运用为主,中期适当调减含沙量,后期清水冲刷下游河道;陆浑水库自然滞洪运用;故县水库配合陆浑水库进行控泄运用,稳定和延长小花间有利于小浪底配水配沙的洪水过程。期间小浪底水库入库水量24.25亿m3,沙量0.585亿t,平均含沙量24.1kg/m3;下泄水量18.25亿m3,沙量0.74亿t,平均流量1690m3/s, 平均含沙量40.5kg/m3;通过小花间的加水加沙,相应花园口站水量27.49亿m3,沙量 0.856亿t,平均流量2390m3/s,平均含沙量31.1kg/m3;利津站水量27.19亿m3,沙量1.207亿t,平均流量2330m3/s,平均含沙量44.4kg/m3.

    9月17日小浪底水库浑水层全部泄完后,当出库流量2100m3/s时,出库含沙量只有7kg/m3左右,已不能排出更多的泥沙,达到了小浪底水库尽量多排泥沙的预定目标。调水调沙前后下游主要测验断面同流量水位明显降低,2000m3/s时水位降低0.2~0.4m,2500m3/s时降低0.1~0.3m.主槽过洪能力(平滩流量)均有不同程度增加,增幅一般在100~400m3/s 之间。

    1.2.3、实现了洪水资源化,在保证防洪安全的前提下,尽量兼顾水库蓄水,进行了龙羊峡、刘家峡、万家寨、小浪底水库的综合水量协调。适当减小上游水库的泄量,尽量把水多蓄在龙、刘两库,同时达到减小河道基流,减轻小浪底水库防洪压力的目的。小浪底水库蓄水到允许范围的最高水位,增加水量近50亿m3,为当年秋季和来年春季黄河下游用水、引黄济津、确保黄河不断流储备了充足的水源。

    1.2.4、为水库群的水沙联合多目标调度积累了经验,2003年的洪水调度中不同水库、不同阶段始终存在着主次多个目标。通过调度实现了小浪底水库大坝安全、黄河下游防洪安全、最大限度地降低潼关高程、解决小浪底水库闸前防淤堵问题、三门峡和小浪底库区减淤、黄河下游河道主槽过洪能力恢复与减淤、黄河洪水资源化、尽量减少下游漫滩损失,小浪底水库分阶段蓄水的大坝安全检验,缓解黄河下游抢险的困难局面、小浪底水库调水调沙孔洞组合试验,兼顾伊洛河下游防洪安全及科学试验等多种目标的有机结合和统一。

    1.3、调度特点

    1.3.1、水沙特点,峰小量大、含沙量较小、发生时间晚、持续时间长。秋汛洪水潼关站总水量为115亿m3,最大洪峰流量为4350m3/s;平均含沙量为27.7kg/m3;水量集中在9月份以后;调度期持续85d.

    1.3.2、工程特点,小浪度有较大库容,265m以下防洪库容有67.1亿m3;下游河道新工程多,基础浅,平滩流量长时间冲刷造成工程出险多。

    1.3.3、灾情特点,黄河下游漫滩面积小,但淹没时间长,社会影响较大。

    1.3.4、调度特点

    (1)进行了水库群水沙多目标联合调度,分阶段突出了调度重点;

    (2)超汛限水位运行;

    (3)调蓄了中小洪水;

    (4)维持了长时间的平滩流量,花园口水文站2000m3/s以上流量持续67d;

    (5)三门峡水库长时间敞泄拉沙,较好地实现了降低潼关高程。与2003年汛前相比,潼关高程降低了0.88m;

    (6)在小浪底水库调度的关键时期,万家寨水库和三门峡水库联合运用,实现了更大范围的水库群联合调度;

    (7)始终坚持了洪水资源化的调度思想;

    (8)在调度中积极进行了规划设计部门、调度部门、运行单位、上 级主管部门和专家的交互会商;

    (9)在确保防洪安全的前提下,尊重专家意见,遵守报告报批程序,充分考虑技术、经济、社会、科研等综合因素,从调度理念和实践上多次突破了调度规程。

    2、对“上拦下排、两岸分滞”和“拦、排、放、调、挖”的重新认识

    2.1、新形势下提出的问题“上拦下排、两岸分滞”在一个较长的时期指导了防洪工程体系的形成,为有效控制洪水、减轻黄河下游的洪水灾害起到了决定性作用。“拦、排、放、调、挖”处理和利用泥沙的措施也得到了有效的实践。但是,随着新的治水思路的提出和黄河防洪工程体系的变化,也提出了许多新的问题:

    (1)上拦。小浪底水库建成后三门峡水库如何运用;在当前河道条件下,以小浪底水库为主的水库群联合调度如何调控洪水。

    (2)下排。黄河下游主槽排洪能力如何尽快恢复;生产堤存在的利弊;河道行洪与滩区安全和经济发展的关系如何协调。

原文网址:http://www.pipcn.com/research/200701/7078.htm

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