多目標(biāo)綜合利用水庫優(yōu)化調(diào)度模式研究

張成敏 王德明 楊德同

（莒縣小仕陽水庫管理處 276526）

1 基本情況

1.1 水庫概況

莒縣位于山東省東南部，總面積1952.4km2，轄21處鄉(xiāng)鎮(zhèn)、1260個自然村、110余萬口人，蓄水工程主要有2座大型水庫（青峰嶺、小仕陽），1座中型水庫（嶠山），21座?。?）型水庫，174座?。?）型水庫，1222座塘壩，總庫容6.88億m3，調(diào)洪庫容3.05億m3，興利庫容 4.42億m3。全縣10km以上河流有26條，形成260多km防洪堤防。沭河貫穿全縣南北，縣內(nèi)流域面積1718.4km2，長76.5km。這些防洪工程有效地減輕了洪澇、干旱災(zāi)害損失，為全縣及周邊縣市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定大局發(fā)揮了重要作用。

1.23座大中型水庫2009年汛期控制指標(biāo)。

3座大中型水庫2009年汛期控制指標(biāo)見下表。

3座大中型水庫2009年汛期控制指標(biāo)表

2 當(dāng)前水雨情

2.1 青峰嶺水庫

流域多年平均降水量699mm，其中汛期531mm，多年平均年來水量15132萬m3。至2009年7月15日7時，累計降雨377.5mm，其中汛期降雨268.5mm；水庫水位157.20m，庫容14561萬m3；上游沙溝水庫水位231.17m，相應(yīng)庫容3077萬m3，汛限水位231.5m，相應(yīng)庫容3237萬m3。

2.2 小仕陽水庫

流域多年平均降水量778.1mm，多年平均年來水量7348萬 m3。至 2009年 7月 15日 7時，累計降雨377.5mm，其中汛期降雨268.5mm；水庫水位145.48m，庫容1512萬m3，入庫流量15m3/s；上游石畝子水庫水位242.4m，相應(yīng)庫容425.8萬m3，汛限水位248.0m，相應(yīng)庫容870 萬 m3。

2.3 嶠山水庫

流域多年平均降雨量752.1mm，多年平均年來水量1935萬m3。至2009年7月15日7時，累計降雨363mm，水庫水位145.58m，庫容2334萬m3，上游來水流量2m3/s，放水洞以2.5m3/s流量放水灌溉水稻。

3 未來水雨情分析

以水庫現(xiàn)有雨水情為分析基礎(chǔ)，假定未來可能發(fā)生日降雨100mm，分析三座大中型水庫水情。

3.1 青峰嶺水庫

根據(jù)當(dāng)前流域情況，經(jīng)分析，若再遇日降雨100mm，沙溝水庫預(yù)計來水量815萬m3，水庫庫容達(dá)到3892萬m3，水庫將溢洪655萬m3。青峰嶺水庫至沙溝區(qū)間預(yù)計來水3035萬m3，加上7.13降雨的剩余來水881萬m3和沙溝水庫溢洪655萬m3，青峰嶺水庫共來水 4571萬 m3，水庫庫容達(dá)到 19132萬 m3，水位159.23m。青峰嶺水庫不考慮泄洪。

3.2 小仕陽水庫

根據(jù)當(dāng)前流域情況，經(jīng)分析，再遇日降雨100mm，上游石畝子水庫預(yù)計來水量163萬m3，水庫庫容達(dá)到588.8萬m3，達(dá)不到汛限水位。小仕陽水庫預(yù)計來水2480萬m3，水庫水位達(dá)到150.0m，低于汛限水位。只有遇到日降雨 260mm時，才將達(dá)到汛限水位153.0m。小仕陽水庫不考慮泄洪。

3.3 嶠山水庫

根據(jù)當(dāng)前流域情況，經(jīng)分析，再遇日降雨100mm，預(yù)計水庫進(jìn)水400萬m3，庫容達(dá)2734萬m3，超汛限庫容78萬m3。嶠山水庫考慮泄洪。

4 優(yōu)化調(diào)度方案

假定水庫現(xiàn)處在某一水位時，流域未來發(fā)生日降雨100mm后，所產(chǎn)生的來水恰好能使水庫水位達(dá)到汛限水位，則該假定水位即為水庫優(yōu)化調(diào)度的上限水位，即最優(yōu)水位。

水庫水位超過最優(yōu)水位、低于汛限水位時，考慮用電站調(diào)洪；水庫水位超過汛限水位、低于汛中超蓄水位時，若該水位維持時間低于10日，仍考慮用電站調(diào)洪，若該水位維持時間大于10日，需用溢洪道調(diào)洪；水庫高于汛中超蓄水位時，必須立即啟用溢洪道調(diào)洪。

在水庫水位未超過允許最高水位的情況下，若下游河道已遭遇20年一遇洪水（沭河店子橋斷面流量4000m3/s），應(yīng)充分發(fā)揮水庫蓄洪錯峰作用，水庫暫不考慮泄洪。

根據(jù)中長期天氣預(yù)報，經(jīng)專家評估，年內(nèi)無大的降雨過程，為節(jié)約水庫水資源，在水庫水位超過最優(yōu)水位、低于汛限水位時，應(yīng)審慎啟動本調(diào)度方案。

水庫水位達(dá)到本調(diào)度方案規(guī)定的水位時，須向縣防指辦提出書面申請，待縣防指批復(fù)后，立即啟動本方案。

4.1 青峰嶺水庫

需考慮上游串聯(lián)的沙溝水庫的影響，分以下兩種情況：

a.當(dāng)流域遇100mm降雨時，若沙溝水庫能完全攔蓄其以上區(qū)間洪水，沙溝至青峰嶺區(qū)間來水3035萬m3，最優(yōu)水位158.80m。

b.當(dāng)流域遇100mm降雨時，若沙溝水庫庫滿，完全溢洪沙溝以上區(qū)間洪水，青峰嶺區(qū)間全部來水3850萬m3，最優(yōu)水位158.46m。

4.2 小仕陽水庫

需考慮上游串聯(lián)的石畝子水庫的影響，分以下兩種情況：

a.當(dāng)流域遇100mm降雨時，若石畝子水庫能完全攔蓄其以上區(qū)間洪水，區(qū)間來水1323萬m3，最優(yōu)水位151.60m。

b.當(dāng)流域遇100mm降雨時，若石畝子水庫庫滿，完全溢洪以上區(qū)間洪水，區(qū)間全部來水1405萬m3，最優(yōu)水位151.50m。

4.3 嶠山水庫

當(dāng)流域遇100mm降雨時，區(qū)間全部來水405萬m3，最優(yōu)水位145.34m。

根據(jù)以上優(yōu)化調(diào)度方案，至2009年7月15日7時，莒縣三座大中型水庫只有嶠山水庫水位超過最優(yōu)水位0.24m，需用電站結(jié)合灌溉預(yù)泄至最優(yōu)水位。

5 結(jié)語

水庫工程是防洪體系中的重要組成部分，正確處理好防洪與興利、上游來水（包括上游區(qū)間來水與上游水庫泄洪）與下游河道承受能力的關(guān)系，以充分發(fā)揮水庫興利與除害的效益為最優(yōu)化目的。近年來受全球氣候變暖影響，極端、異常、復(fù)雜多變的天氣將可能成為今后正常的天氣，干旱與洪澇災(zāi)害交替發(fā)生的頻率增加，大中型水庫多為多年調(diào)節(jié)綜合利用水庫，主要功能為防洪、灌溉，養(yǎng)殖、發(fā)電、供水等，在應(yīng)對干旱與洪澇災(zāi)害方面發(fā)揮了重要作用，大中型水庫多目標(biāo)綜合利用優(yōu)化調(diào)度模式的研究與應(yīng)用，為提高大中型水庫的綜合效益發(fā)揮了重要作用。實踐證明：本方法具有適用性和可靠性。