冯家山水库防洪调度时段划分探讨

姚 虹，姚德仓，高晓婷

（宝鸡市冯家山水库管理局,陕西 宝鸡 721300）

全面了解大型水库防洪调度的全过程，正确划分水库防洪调度时段，熟练掌握各时段特点和工作重点，对于做好水库防洪保安工作具有十分重要的意义。下面以冯家山水库为研究对象，具体探讨水库防洪调度时段的划分。

1 水库基本情况

冯家山水库是以灌溉、城市生活、工业供水为主，兼作防洪、发电、养殖、旅游等综合利用的大（二）型水利工程，位于陕西省西部千河之上，按照100 年一遇洪水标准设计，设计洪峰流量3550 m3/s，5000 年一遇洪水标准校核，校核洪峰流量8860 m3/s。水库枢纽工程由拦河大坝、泄洪洞、溢洪洞、非常溢洪道、输水洞和电站等组成。大坝为均质土坝，高度75 m，宽度10 m，长度300 m，总库容4.27 亿m3，防洪库容1.27 亿m3，汛期限制运行水位707 m。泄洪洞最大泄洪流量575 m3/s，溢洪洞最大泄洪流量1140 m3/s，水库水位在汛限水位707 m时，两洞全开泄洪流量1110 m3/s。

2 水库防洪调度原则

冯家山水库本着兴利、防洪、排沙三兼顾的原则，综合分析流域水文、气象预报资料，全面掌握洪水来势，在保证大坝安全的前提下，按下游防洪需要和流域防汛要求对洪水进行调蓄，既要满足灌溉、供水、发电和下游防洪要求，又要采用异重流排沙减於措施延长水库寿命。

3 冯家山水库泄流方式

当洪水来临时，根据库水位和沙情，首先开启泄洪洞闸门，进行泄洪排沙，以减少水库淤积。当库水位超过汛线水位707.00 m，且库水位继续上涨时，依据调洪验算成果，参考实测降雨量、水位和洪水预报成果，采取以下泄流方式：

（1）当发生洪水，库水位超过汛线水位707.00 m，且继续上涨时，先逐渐开启泄洪洞闸门泄洪，维持汛线水位不变；若泄洪洞闸门全开畅泄，库水位继续上涨时，再开启溢洪洞闸门泄洪，维持汛线水位不变；若泄洪洞、溢洪洞闸门全部开启泄洪，库水位继续上涨，最高库水位不超过708.96 m时、最大泄洪流量不超过1310 m3/s时，视本次洪水为100年一遇以下或100 年一遇洪水。

（2）当溢洪洞和泄洪洞闸门全开泄洪，库水位上升至714.0m且流域降雨仍在持续,库水位继续上涨时，炸除或机械挖除非常溢洪道副坝参与泄洪，若水位仍在继续上涨，但最高库水位不超过714.7 m，最大泄洪流量不超过2030 m3/s。视本次洪水为5000 一遇洪水。

（3）当洪水落峰时，应将库水位降至汛线水位707.0m，使水库具有足够的防洪库容，以防后期可能发生的复峰洪水及稀遇洪水，确保大坝安全。

（4）当库水位降至汛线水位707.0 m，如需要排沙，根据水库水沙情况采取下列调度方式：①通过泄流设施保持进出库流量平衡，使水库维持汛线水位；②在具备排沙条件时，通过泄洪洞小流量、长历时进行泄洪排沙，流量控制在100 m3/s；③为确保供水需要，库水位应不低于706.8 m。

4 水库防洪调度时段划分

以100 年一遇洪水的调度为例，绘制出同一时刻入库洪水流量与出库泄洪流量关系曲线及水库水位曲线图（见图1），图1 中水库起调水位为汛限水位707 m。曲线主要包含着三个因素：库水位、入库流量、出库泄流量。根据曲线不同段落的特点，可以将水库防洪调度过程划分为四个时段。

图1 冯家山水库百年一遇洪水调洪过程示意图

4.1 前期

从洪水开始入库至泄洪洞、溢洪洞闸门全开。该时段的特点：可以利用两洞闸门开度控制泄洪流量，一般宣泄流量与入库流量相等，库水位徘徊在汛限水位附近。可以简单的概括为“两增一停”，即宣泄流量与入库流量同步增加，库水位停留在汛限水位不变。

4.2 中前期

从两洞闸门全开起，到本次洪水洪峰流量出现时止。该时段的特点：人为不能增大宣泄流量，宣泄流量随着库水位的迅速增长而缓慢增加。可以简单的概括为“两快一慢”，即入库流量与库水位快速增大、增高，宣泄流量随着库水位的抬高而缓慢增大。

4.3 中后期

从出现洪峰流量起，至出现最高库水位时结束。该时段的特点：入库流量开始逐渐减小，库水位进一步增高，宣泄流量进一步增大，出现最高库水位时刻，宣泄流量与入库流量相等，可以简单的概括为“两增一减”。

4.4 后期

从最高库水位开始，到降至汛限水位时止。该时段的特点：入库流量减小，宣泄流量逐步减小，库水位逐渐降低，直到汛限水位时彻底关闭两洞闸门，可以概括为“两减一降”。

需要说明的是，冯家山水库在汛限水位707 m时，两洞最大泄流能力为1110 m3/s，其中泄洪洞548 m3/s，溢洪洞560 m3/s。前期调度洪水的基本原则是来多少流量及时宣泄多少流量。因此当洪峰流量大于1110 m3/s时，全部具备四个时段。当洪峰流量小于1110 m3/s时，只有“前期”和“后期”两个时段。

5 水库防洪调度时段划分的意义与作用

5.1 “前期”是防洪调度的关键时期

该时段一定要认真指挥、精心调度。在综合分析天气预报和流域水雨情预警系统监测结果的基础上，当预测本次为小量级洪水时，可以适当采取以蓄为主、以泄为辅、出库流量小于入库流量的调度方式；当预测本次为中量级洪水或者不能判明本次洪水量级时，应当采取蓄泄平衡，即出库流量等于入库流量的调度方式；当预测本次为大量级洪水时，应当采取蓄泄平衡、甚至提前预泄或者一开始就将泄洪洞和溢洪洞闸门全开畅泄的调度方式。这一时段持续时间较短，是人为主动干预的最佳时期，如果在泄洪与不泄洪、泄洪流量大与小上犹豫不决，将会对水库后续防洪调度和大坝安全造成很大压力。

5.2 “中前期”和“中后期”是水库泄洪的重要时期

“中前期”时段的特点是入库流量迅速增大，库水位迅速升高，泄洪洞和溢洪洞闸门已经全开畅泄，泄洪流量只能随着库水位的升高而缓慢增加。时段末将出现最大洪峰流量，是入库洪水流量的拐点，随后入库洪水流量将呈现减小趋势。

“中后期”时段的特点是入库洪水洪峰流量已经出现，基本可以判明本次洪水量级，随后入库洪水流量将逐渐减小，但是仍旧大于泄洪流量，因此库水位还将继续上升。时段末将出现最高库水位，此时入库流量与泄洪流量持平，是水库水位的拐点，随后水库水位将呈现下降趋势。

“中前期”和“中后期”时段，由于泄洪洞和溢洪洞闸门全开畅泄，已经不能够人为增大泄洪流量，泄洪流量只能随着水库水位的抬高而缓慢增大，该时期的主要工作是加强观察监测，确保水库工程正常运行。

非常溢洪道是冯家山水库特有的一个非正常工程设施，在遭遇5000 年一遇或者超标准洪水时，通过对天气预报、流域降雨、入库洪水情况进行综合分析，该时期内可以考虑适时炸除非常溢洪道进口土堤子堰，使非常溢洪道及时参与泄洪。同时也可以考虑加固坝顶防浪墙，增大水库防洪库容，防止洪水漫溢坝顶。在遭遇5000 年一遇或者超标准洪水时，采取这两项特别措施，以确保水库大坝安全。

5.3 “后期”是水库防洪调度的收尾时期

“后期”时段入库流量继续减小，水库水位开始下降，但是应当高度警惕，不能掉以轻心，仍旧要保持一定规模的下泄流量，在较短时间内将水库水位降至汛期限制水位707 m，防止随后发生复峰洪水，确保水库大坝安全。

6 结语

水库安全事关全局，防汛责任重于泰山。水库防洪调度是水库防汛的一个重要环节，应当根据各时段的不同特点，有条不紊地开展水库防洪调度工作。“前期”时段是常遇且非常关键的时期，指挥决策要果断，闸门开启要迅速；“中前期”和“中后期”将出现最大洪峰流量和最高洪水位，要密切注意水雨情发展变化，监护水库大坝和泄洪设施安全运行，必要时要采取炸除非常溢洪道进口土堤子堰和加固坝顶防浪墙等非常措施；“后期”要保持足够大的下泄流量，在短时间内将库水位降至汛限水位，以防后期再次发生较大洪水。