（深圳市水务规划设计院股份有限公司东原分公司 湖南省 长沙市 410007）
摘要：晒口水库是一座以防洪为主，兼顾发电、灌溉和供水等综合效益的大（2）型水库。本文主要根据晒口水库历年资料，对晒口水库进行防洪计算，并论述了水库防洪调度的原则、方式和水库防洪调度图，充分发挥水库的综合效益。
关键词：晒口水库；水库调度；防洪调度
Abstract: Shaikou reservoir is a large (2) type reservoir with flood control as its main function and comprehensive benefits of power generation, irrigation and water supply. Based on the historical date of Shaikou reservoir, this paper studies the flood control calculation of Shaikou reservoir is carried out, and the principle, mode and map of flood control operation of reservoir are discussed, so as to give full play to the comprehensive benefit of reservoir.
Key words: Shaikou reservoir; Reservoir operation; Flood control scheduling
1.前言
晒口水库位于渠水流域一级支流四乡河下游，隶属通道县县溪镇晒口村，地理坐标为东经109°35′54″，北纬26°17′36″。大坝距县溪镇4.0km，距通道县42km，有公路通往坝区，对外交通较方便。
该水库控制集雨面积607km2，水库校核洪水位363.5m，相应库容1.34亿 m3；正常蓄水位362.0m，相应库容1.185亿m3；死水位344.0m，相应库容0.277亿m3。电站装机1.5万kW，年发电量3055万kW.h。枢纽工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。根据湘水电小字[1991]第71号文，本工程建筑物级别降低一级，即主要建筑物按3级，次要建筑物按4级，挡水和泄水建筑物设计洪水标准按50年一遇，校核洪水标准按500年一遇，电站厂房洪水标准按30年设计、100年校核，消能防冲按30年一遇标准考虑。是一座以防洪为主、兼顾发电、灌溉和供水等综合效益的大（2）型水库。
晒口水库总库容1.34亿m3，电站总装机1.5万kW，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）规定，该水库应为Ⅱ等工程，其主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。根据湘水电小字[1991]第71号文，本工程建筑物级别降低一级，即主要建筑物按3级，次要建筑物按4级，挡水和泄水建筑物设计洪水标准按50年一遇，校核洪水标准按500年一遇，电站厂房洪水标准按30年设计、100年校核，消能防冲按30年一遇标准考虑。
枢纽工程由主坝、副坝、电站厂房等永久性建筑物组成。主坝为浆砌块石重力坝，坝顶高程365m，最大坝高49m，坝顶轴线长200m，中部为3孔泄洪溢流坝段，孔口尺寸10×9m，中、边墩厚度均为1.5m，溢流堰顶高程353.0m。采用挑流消能，鼻坎高程332.5m，左、右岸为非溢流坝，坝顶宽度10.5m，最大坝底宽度37.3m。
水库所在渠水属山区性河流，落差较大，水位、流量、流速受降水变化的影响甚剧，汛期一般出现在每年4月以后，枯水期多出现在9月以后。根据山区河流特点和水库防洪调度要求，本文通过水库调洪演算，提出了水库防洪调度的原则、方式和水库防洪调度图，既满足了水库安全条件，又可以正常协调灌溉、发电及各部门供水等，从而充分发挥水库的综合效益。
2.水库设计洪水、水位～库容关系及水位～泄流关系
晒口水库仅气象部门近年设置了雨量观测站，无水文观测站，不能实时地了解全流域水情变化，水库实际运行管理中缺乏必要的水文预报手段，目前汛期洪水调度主要依靠每年的汛期调度运用计划，以控制汛限水位为主要措施。根据晒口水库历年数据及水库报告绘制了水库水位-库容关系曲线、水库水位-泄流关系曲线、水库入库洪水过程线等（图2-1~2-3）。
图2-1 晒口水库水位-库容关系曲线
图2-2 晒口水库水位-泄流关系曲线
图2-3 晒口水库入库洪水过程线
3.防洪调度方案
3.1防洪对象
晒口水库防洪保护主要目是保障水库大坝及上下游人民群众生命财产安全，最大限度的发挥水库综合效益。
水库保护的主要城镇有通道县县溪镇、江口乡及靖州县县城，保护重要设施包括枝柳铁路、209国道、县溪镇至贵州洪州镇红色旅游交通干线等，保护人口约14万人（通道县约4万、靖州县约10万）、土地约504km2（通道县县溪镇24km2、靖州县480km2）。
晒口水库为所处流域中库容规模较大的水库，就有较强的调洪能力，经流域防洪总体分析，在主汛期，晒口水库需提供5171.25万m3的调洪库容用于流域防洪调节。
3.2防洪调度原则
在确保水库自身安全运行的前提下，统筹兼顾工程安全、下游安全、蓄水兴利之间的关系，针对不同的洪水量级确定相应的控制调度方案。遇标准内正常洪水（50年一遇），应充分发挥水库削峰拦洪的作用，保障下游安全，最大限度地满足蓄水兴利；遇标准内非常洪水（500年一遇），必须以保坝为主，逐级泄洪，及时组织下游可能受淹群众的安全转移；遇超标准洪水（超过500年一遇），在全力抢险、确保大坝安全的同时，必须及时组织下游可能受淹群众的安全转移，最大限度减少洪水灾害损失。
3.3防洪调度时段与限制水位
晒口水库历年汛期为4～9月份，根据水库多年来水情况，晒口水库汛期分期如下：4月1日～7月31日为主汛期，8月1日～9月30日为后汛期。遇特殊多雨年份，可根据工程运行情况适当提前主汛期或延长后汛期。
汛限水位是为了保障水库防洪库容正常使用而设定的一个阈值，是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位。合理的汛限水位既可以保证汛期水库及下游防洪安全，又可以提高水库洪水资源的利用率。[1]根据晒口水库历年来水、用水等资料，依据《湖南省通道县晒口水电站汛期水库调度初设补充设计》成果，晒口水库主汛期的防洪限制水位为358.00m，后汛期的防洪限制水位为362.00m。
3.4.防洪调度方式
晒口水库主汛期以防洪为目的，后汛期以兴利为主要目标。依据所处流域汛期防洪需求，晒口水库在主汛期需提供5171.25万m3的调洪库容（校核洪水位与汛限水位间对应库容），承担区域调洪任务。 故在主汛期来临前，亦即3月底时，需将水库水位降至防洪限制水位358.00m，此部分水可用来发电，电站发电尾水用来灌溉兴利，到4月初洪水来临时，即开始防洪调度。当入库流量小于闸门控制最大下泄流量时，按来多少泄多少调度；当入库流量大于闸门控制最大下泄流量时，则敞开闸门下泄；洪水消退时，在确保防洪安全的前提下，可适时蓄水进行发电、灌溉兴利；9月初可蓄至正常蓄水位362.00m。
3.4.1调洪计算
由水量平衡原理知，在时段
内，入库水量与出库水量之差应等于该时段内的水库蓄水变化量，[2]其基本公式为：
式中：
、
——时段
始、末的入库流量，
；
、
——时段 始、末的出库流量，
；
、
——时段 始、末的水库蓄水量，
；
——计算时段，s；其长短的选择应以能较准确地反映洪水过程线的形状为原则。陡涨陡落的，取短些；反之， 取长些。
计算成果列入表3-1~3-4中。
表3-1 主汛期调洪演算过程（P=2%）
时段（h） | 洪水过程线（m3/s） | 蓄水量（亿m3） | 相应库水位（m） | 下泄流量（m3/s） |
0 | 3.3 | 0.91 | 358.00 | 3.3 |
… | … | … | … | … |
22 | 1317 | 1.05 | 360.31 | 1165 |
23 | 1210 | 1.05 | 360.35 | 1175 |
24 | 1127 | 1.05 | 360.35 | 1174 |
25 | 1039 | 1.05 | 360.31 | 1165 |
… | … | … | … | … |
60 | 34.5 | 0.91 | 358.00 | 34.5 |
表3-2 主汛期调洪演算过程（P=0.2%）
时段（h） | 洪水过程线（m3/s） | 蓄水量（亿m3） | 相应库水位（m） | 下泄流量（m3/s） |
0 | 4.9 | 0.91 | 358.00 | 4.9 |
… | … | … | … | … |
22 | 1992 | 1.18 | 361.91 | 1583 |
23 | 1833 | 1.19 | 362.05 | 1620 |
24 | 1708 | 1.19 | 362.12 | 1639 |
25 | 1573 | 1.19 | 362.12 | 1639 |
26 | 1516 | 1.19 | 362.08 | 1627 |
… | … | … | … | … |
60 | 51.7 | 0.91 | 358.00 | 51.7 |
表3-3 后汛期调洪演算过程（P=2%）
时段（h） | 洪水过程线（m3/s） | 蓄水量（亿m3） | 相应库水位（m） | 下泄流量（m3/s） |
0 | 3.3 | 1.185 | 362.00 | 3.3 |
… | … | … | … | … |
18 | 2020 | 1.192 | 362.09 | 1631 |
19 | 1699 | 1.200 | 362.16 | 1650 |
20 | 1570 | 1.199 | 362.15 | 1646 |
21 | 1417 | 1.193 | 362.11 | 1636 |
… | … | … | … | … |
60 | 34.5 | 1.185 | 362.00 | 34.5 |
表3-4 后汛期调洪演算过程（P=0.2%）
时段（h） | 洪水过程线（m3/s） | 蓄水量（亿m3） | 相应库水位（m） | 下泄流量（m3/s） |
0 | 4.9 | 1.185 | 362.00 | 4.9 |
… | … | … | … | … |
21 | 2157 | 1.305 | 363.43 | 2007 |
22 | 1992 | 1.340 | 363.50 | 2026 |
23 | 1833 | 1.304 | 363.42 | 2003 |
24 | 1708 | 1.286 | 363.31 | 1974 |
… | … | … | … | … |
60 | 51.7 | 1.185 | 362.00 | 51.7 |
3.4.2 防洪调度方式
（1）主汛期调度方式
晒口水库主汛期以防洪为主，洪水调度从防洪限制水位358.00m开始起调，下游河道50年一遇安全泄量为1175m3/s，500年一遇安全泄量为1639m3/s：
先逐步开启中孔闸门，若库水位再上升，则同步开启两侧边孔闸门，按入库流量控制下泄，水库来多少泄多少；当入库流量逐步增大至超过634m3/s时，3孔闸门全部打开后，溢洪道自由敞泄；当水位逐步下降至358.00m时，先逐步关闭两侧边孔闸门，若库水位再下降，则逐步关闭中孔闸门，按入库流量控制下泄，水库来多少泄多少，直至3孔闸门全部关闭。
当预测入库流量小于或等于50年一遇时，预计最大下泄流量不超过1175m3/s，最高洪水位将达到360.35m；当预测入库流量小于或等于500年一遇时，预计最大下泄流量不超过1639m3/s，最高洪水位将达到362.12m。
（2）后汛期调度方式
晒口水库后汛期汛末回蓄至正常蓄水位，充分发挥发电效益，洪水调度从正常蓄水位362.00m开始起调，下游河道50年一遇安全泄量为1650m3/s，500年一遇安全泄量为2026m3/s：
先逐步开启中孔闸门，若库水位再上升，则同步开启两侧边孔闸门，按入库流量控制下泄，水库来多少泄多少；当入库流量逐步增大至超过1606m3/s时，3孔闸门全部打开后，溢洪道自由敞泄；当水位逐步下降至362.00m时，先逐步关闭两侧边孔闸门，若库水位再下降，则逐步关闭中孔闸门，按入库流量控制下泄，水库来多少泄多少，直至3孔闸门全部关闭。
当预测入库流量小于或等于50年一遇时，预计最大下泄流量不超过1650m3/s，最高洪水位将达到362.16m；当预测入库流量小于或等于500年一遇时，预计最大下泄流量不超过2026m3/s，最高洪水位将达到363.50m（图3-1）。
图3-1 晒口水库防洪调度图
4.结论
根据晒口水库防洪调度要求，通过水库调洪演算，计算出水库最大泄流量及最高洪水位为后汛期500年一遇洪水，最大泄流量不超过2026 m3/s，最高洪水位为363.50m，均在水库校核洪水位363.5m内，满足水库安全条件，水库可以正常协调灌溉、发电及各部门供水等，充分发挥水库的综合效益。
当发生超标准洪水时，水库运行管理部门应严格按照怀化市防汛抗旱指挥部的调度，全力保坝，同时应立即启动应急预案，全力做好水库工程抢险和下游群众安全转移工作。
参考文献：
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