王洪雙 ,趙金鑫,唐春俠
(1.伊春市西山水業(yè)開發(fā)有限公司,黑龍江伊春 153000;2.伊春市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,黑龍江 伊春153000;3.伊春市水務(wù)局,黑龍江 伊春 153000)
水庫(kù)的特征水位是指反映水庫(kù)工作狀態(tài)的水位,是規(guī)劃設(shè)計(jì)階段確定主要水工建筑物尺寸(如壩高、溢洪道寬度、電站裝機(jī)容量等)及估算工程效益的基本依據(jù)。特征水位有6 種:
死水位是水庫(kù)在正常運(yùn)用情況下,允許消落的最低水位。當(dāng)年調(diào)節(jié)水庫(kù)在設(shè)計(jì)枯水年時(shí),水庫(kù)水位降落到死水位,水庫(kù)放空。在規(guī)劃設(shè)計(jì)水庫(kù)時(shí),首先要確定死水位,然后才能進(jìn)行興利調(diào)節(jié)的計(jì)算,求得興利庫(kù)容和正常蓄水位,所以死水位的確定至關(guān)重要。
死水位確定主要從以下4個(gè)方面進(jìn)行考慮:①滿足自流灌溉引水要求;②滿足水庫(kù)泥沙淤積要求;③滿足水電站最低水頭的要求;④滿足其他興利要求。
正常蓄水位是指在正常運(yùn)行情況下,為滿足設(shè)計(jì)的興利要求,在開始供水時(shí)應(yīng)蓄到的高水位,因此正常蓄水位又稱正常高水位、興利水位、或設(shè)計(jì)蓄水位。如果水庫(kù)為自由泄洪的無(wú)閘門溢洪道,溢洪道的堰頂高程就是正常蓄水位,見圖1。如果溢洪道上設(shè)有閘門,水庫(kù)的正常蓄水位一般是閘門關(guān)閉時(shí)的門頂理論高程,實(shí)際的門頂還要高一些,也就是正常蓄水位比閘門頂稍低一些。
防洪限制水位是指汛期洪水未到之前允許蓄水的上限水位,又稱汛前限制水位、簡(jiǎn)稱汛限水位。該水位可根據(jù)洪水特性與防洪要求,在汛期不同時(shí)段分期擬定。防洪限制水位以上的庫(kù)容稱為滯蓄洪水的庫(kù)容,只有在發(fā)生洪水時(shí),為了滯洪,水庫(kù)水位才允許超過(guò)防洪限制水位,當(dāng)洪水消退時(shí),水庫(kù)應(yīng)盡快地泄洪,使水庫(kù)水位回降到防洪限制水位。
防洪高水位是指當(dāng)下游出現(xiàn)防洪要求的設(shè)計(jì)洪水經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)所能達(dá)到的最高水位。只有當(dāng)水庫(kù)承擔(dān)下游防洪任務(wù)時(shí),才需確定這一水位。此水位可采用相應(yīng)下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的各種典型洪水,按擬定的防洪調(diào)度方式,自防洪限制水位開始進(jìn)行水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算求得。
當(dāng)發(fā)生水庫(kù)本身設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí),該洪水經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)后所能達(dá)到的最高水位稱之為設(shè)計(jì)洪水位。
當(dāng)水庫(kù)遇到比設(shè)計(jì)洪水更大的校核洪水時(shí),由于水庫(kù)滯洪建筑物尺寸的限制,水庫(kù)水位超過(guò)了設(shè)計(jì)洪水位,這時(shí)所達(dá)到的最高水位稱為校核洪水位。它是水庫(kù)在非常運(yùn)用情況下,允許臨時(shí)達(dá)到的最高洪水位,是確定壩頂高程及進(jìn)行大壩安全校核的主要依據(jù)。此水位可采用相應(yīng)大壩校核標(biāo)準(zhǔn)的各種典型洪水,按擬定的調(diào)洪方式,自防洪限制水位開始進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算求得。
死水位以下的庫(kù)容稱為死庫(kù)容,也叫墊底庫(kù)容。死庫(kù)容的水量除遇到特殊的情況外(如特大干旱年),它不直接用于徑流調(diào)節(jié),即不動(dòng)用這部分庫(kù)容內(nèi)的水量。
興利庫(kù)容是指正常蓄水位至死水位之間的水庫(kù)容積,是為興利調(diào)節(jié)使用的庫(kù)容,因此又稱為調(diào)節(jié)庫(kù)容。興利庫(kù)容是為滿足某一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)興利要求時(shí)在供水期開始應(yīng)蓄足的水量。
結(jié)合庫(kù)容是指防洪限制水位至正常蓄水位之間的水庫(kù)容積,它是防洪與興利庫(kù)容的結(jié)合(重疊)部分。
防洪庫(kù)容是指防洪高水位至防洪限制水位之間的水庫(kù)容積。防洪庫(kù)容是為減免下游地區(qū)的洪水災(zāi)害而設(shè)置的庫(kù)容。當(dāng)入庫(kù)洪水較大時(shí),部分洪水可先滯蓄在庫(kù)內(nèi),待洪峰過(guò)后洪水消退時(shí),再緩緩泄放出來(lái)。但當(dāng)水庫(kù)下游有防洪要求時(shí),可通過(guò)水庫(kù)的泄洪建筑物進(jìn)行控制,使泄量不超過(guò)下游允許的安全泄量為原則。
調(diào)洪庫(kù)容是指校核洪水位至防洪限制水位之間的水庫(kù)容積。調(diào)洪庫(kù)容是為保障水庫(kù)工程本身安全而設(shè)置的庫(kù)容。
防洪庫(kù)容和調(diào)洪庫(kù)容都是調(diào)節(jié)洪水的庫(kù)容,在汛期可以攔蓄洪水,削減洪峰、延長(zhǎng)洪水歷時(shí),起到防洪和保障水庫(kù)安全的作用,因此水庫(kù)具有重要的防洪作用。
校核洪水位以下的全部水庫(kù)容積稱為總庫(kù)容,它是一項(xiàng)表示水庫(kù)工程規(guī)模的代表性指標(biāo),可作為劃分水庫(kù)等級(jí)、確定工程安全標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。分以下兩種情況,詳見圖1、圖2。
水庫(kù)無(wú)閘門控制自由泄洪時(shí),無(wú)結(jié)合庫(kù)容,則總庫(kù)容V總=V死+ V興+ V調(diào)
防洪與興利部分結(jié)合的情況,總庫(kù)容V總=V死+V興-V結(jié)+V調(diào),見圖2。
圖1 防洪與興利不結(jié)合示意圖
圖2 防洪與興利部分結(jié)合示意圖