□權(quán)琦澤 王澤東 謝曉婷 賈新穎

水庫(kù)特征水位和特征庫(kù)容關(guān)系到水庫(kù)自身和下游的防洪安全以及下游地區(qū)的用水安全。由于氣候、下墊的面變化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，水庫(kù)上游來(lái)水情況改變；隨著水庫(kù)運(yùn)行時(shí)間的推移，上游來(lái)沙使水庫(kù)可用容積改變。為進(jìn)一步優(yōu)化水庫(kù)興利、防洪效益，河北省按照冀水建管〔2016〕131號(hào)文指示，完成批量大中型水庫(kù)淤積測(cè)量和特征值修正工作。

1.工作環(huán)節(jié)及要點(diǎn)

為了更合理的利用水資源，同時(shí)滿足水庫(kù)防洪要求，根據(jù)河北省水利廳冀水建管〔2016〕131號(hào)《關(guān)于做好大中型水庫(kù)庫(kù)容曲線修側(cè)和水庫(kù)特征值修正工作的通知》，河北省完成了批量大中型水庫(kù)淤積測(cè)量和特征值修正工作。水庫(kù)特征值復(fù)核的前期工作主要包括庫(kù)區(qū)地形施測(cè)、基礎(chǔ)資料收集等內(nèi)容。后續(xù)工作已計(jì)算為主，主要包括淤積趨勢(shì)預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)徑流復(fù)核、設(shè)計(jì)洪水復(fù)核、興利調(diào)節(jié)計(jì)算、洪水調(diào)節(jié)計(jì)算等內(nèi)容。通過(guò)對(duì)計(jì)算成果的分析及運(yùn)用，可對(duì)特征水位及特征庫(kù)容進(jìn)行復(fù)核。

此次水庫(kù)淤積測(cè)量采用低空攝影測(cè)量無(wú)人機(jī)技術(shù)、多波束測(cè)深技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)手段與傳統(tǒng)測(cè)量方法相結(jié)合，提高了測(cè)量工作的精度及效率。修測(cè)后的水位—庫(kù)容關(guān)系，采用三維拓?fù)渚W(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)結(jié)合等高線復(fù)核。最新施測(cè)的庫(kù)區(qū)地形為淤積趨勢(shì)預(yù)測(cè)提供最新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為興利調(diào)節(jié)計(jì)算、洪水調(diào)節(jié)計(jì)算提供水位—面積關(guān)系及水位—庫(kù)容關(guān)系，是基礎(chǔ)工作也是重點(diǎn)環(huán)節(jié)。高精度的測(cè)量成果及可靠的水位—庫(kù)容關(guān)系是后續(xù)計(jì)算的有力保障。

基礎(chǔ)資料收集主要包括水庫(kù)以往的水位—庫(kù)容關(guān)系成果、實(shí)測(cè)水文資料（徑流、洪水、泥沙等）、水庫(kù)興利調(diào)節(jié)原則以及防洪調(diào)度運(yùn)用原則、上游來(lái)水組成以及用水情況變化、下游需水情況、歷史洪水情況、歷次設(shè)計(jì)洪水成果等。充分而可靠的資料是開(kāi)展后續(xù)計(jì)算工作的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

淤積趨勢(shì)預(yù)測(cè)根據(jù)此次最新實(shí)測(cè)水位—庫(kù)容關(guān)系和水庫(kù)歷次實(shí)測(cè)水位—庫(kù)容關(guān)系成果對(duì)庫(kù)容變化、淤積量、淤積趨勢(shì)等內(nèi)容進(jìn)行分析，如具備實(shí)測(cè)泥沙資料，可對(duì)上述分析內(nèi)容進(jìn)行佐證，如不具備，則可采用侵蝕模數(shù)圖作為輔助。進(jìn)而確定水庫(kù)年淤積量，通過(guò)判別庫(kù)區(qū)淤積形態(tài)，分配各水位下的淤積量，預(yù)測(cè)出水位—庫(kù)容關(guān)系。進(jìn)而可以判斷到預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)，死庫(kù)容是否淤滿，對(duì)水庫(kù)死水位進(jìn)行復(fù)核。

設(shè)計(jì)徑流復(fù)核主要采用徑流資料、降雨資料進(jìn)行分析計(jì)算，以實(shí)測(cè)成果為優(yōu)先選擇，但應(yīng)做好三性審查。等值線圖作為徑流復(fù)合的后備力量。需要注意的是，實(shí)測(cè)徑流成果需要進(jìn)行還原及還現(xiàn)工作，等值線圖計(jì)算成果即為天然徑流，后續(xù)需進(jìn)行還現(xiàn)。徑流系列的還原及還現(xiàn)工作、典型年的選擇、水庫(kù)興利調(diào)節(jié)原則、上游來(lái)水組合以及對(duì)下游現(xiàn)狀需水情況和規(guī)劃需水情況的把握是保證興利調(diào)節(jié)計(jì)算可靠性的關(guān)鍵點(diǎn)。興利調(diào)節(jié)計(jì)算中，對(duì)汛限水位、正常蓄水位做出多組合的假定，對(duì)各方案缺水量及棄水量進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比分析。根據(jù)計(jì)算成果，分析各組汛限水位、正常蓄水位的優(yōu)劣，對(duì)水庫(kù)汛限水位、正常蓄水位進(jìn)行初步復(fù)核。

設(shè)計(jì)洪水復(fù)核主要采用實(shí)測(cè)洪水系列進(jìn)行計(jì)算，不具備條件時(shí)選用適宜的計(jì)算方法，通過(guò)暴雨途徑推求。設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果是洪水調(diào)節(jié)計(jì)算的輸入條件，設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果通常呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，為工程安全考慮，輸入條件一般采用原設(shè)計(jì)洪水。設(shè)計(jì)洪水過(guò)程通過(guò)典型年縮放得到。確定水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)度原則，選擇不同汛限水位進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算。計(jì)算水庫(kù)允許最高洪水位，分析各工況調(diào)洪成果變化趨勢(shì)及水庫(kù)允許最高洪水位關(guān)系，判斷汛限水位的合理范圍。

最終，綜合考慮水庫(kù)興利、實(shí)際運(yùn)用、淹沒(méi)占地及工程安全等因素，對(duì)水庫(kù)特征值及特征庫(kù)容進(jìn)行復(fù)核。

2.存在的主要問(wèn)題及原因

經(jīng)過(guò)多個(gè)水庫(kù)特征值復(fù)核工作，將存在的問(wèn)題歸納總結(jié)為如下3個(gè)方面：

一是以水庫(kù)的汛限水位為界，與前次水位—庫(kù)容關(guān)系成果相較，近期最新實(shí)測(cè)庫(kù)容成果存在低水位對(duì)應(yīng)庫(kù)容（汛限水位與低水位之間）減小，高水位對(duì)應(yīng)庫(kù)容（汛限水位與高水位之間）增加的特征，即汛限水位以下體現(xiàn)出淤積特征，而汛限水位以上體現(xiàn)出類似沖刷的現(xiàn)象。見(jiàn)圖1。

二是不改變正常蓄水位，僅在現(xiàn)狀汛限水位與正常蓄水位之間上調(diào)汛限水位，雖然棄水量呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì)，但可供水量變化并不明顯，下游用水仍舊難以保證。

三是按照單變量進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，即僅采用最新實(shí)測(cè)水位—庫(kù)容關(guān)系，設(shè)計(jì)洪水成果、調(diào)度運(yùn)用原則以及水位—泄量關(guān)系采用以往成果，設(shè)計(jì)洪水位以及校核洪水位仍有可能出現(xiàn)降低的情況。

結(jié)合實(shí)際工作進(jìn)行初步分析存在上述問(wèn)題的原因。水位—庫(kù)容關(guān)系出現(xiàn)低水位減小，高水位增加的情況，原因主要有以下兩個(gè)方面。第一，發(fā)生洪水時(shí)，庫(kù)水位保持在汛限水位附近，大水對(duì)庫(kù)區(qū)附近的入庫(kù)河道產(chǎn)生沖刷，進(jìn)入汛限水位淹沒(méi)范圍后，受水面及地形影響，流速明顯降低，挾帶泥沙產(chǎn)生沉積，汛限水位一下庫(kù)容勢(shì)必減小；第二，由于洪水造成庫(kù)區(qū)附近局部產(chǎn)生沖刷，水庫(kù)回水將局部向上游延伸，庫(kù)區(qū)范圍出現(xiàn)增大的趨勢(shì)，汛限水位以上存在庫(kù)容增大的可能。抬高汛限水位，可供水量變化不明顯，原因有兩個(gè)方面。第一，汛限水水位和正常蓄水位之間的重疊庫(kù)容有限；第二，雖然汛期棄水量減少，但減少的棄水占用了部分容積，汛期過(guò)后的部分月份水量仍然相對(duì)豐沛，雖無(wú)大水威脅，水位需控制在正常蓄水位，因此汛期過(guò)后的棄水量增加。設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位計(jì)算成果降低，主要由于水位—庫(kù)容關(guān)系高水位增加，即調(diào)洪庫(kù)容增加，使得調(diào)洪成果有所降低?？梢?jiàn)調(diào)洪成果降低是第一類問(wèn)題的衍生現(xiàn)象。

圖1某水庫(kù)水位—庫(kù)容關(guān)系變化

3.建議及對(duì)策

河北省批量大、中型水庫(kù)特征值復(fù)核工作完成后，由于出現(xiàn)興利功能未見(jiàn)明顯改善、調(diào)洪水位出現(xiàn)降低現(xiàn)象，多數(shù)水庫(kù)特征值未進(jìn)行調(diào)整，仍維持原有指標(biāo)。為了更合理的安排水資源，保障用水安全，同時(shí)滿足防洪需求，對(duì)于大、中型水庫(kù)，特別是大型水庫(kù)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行更充分的論證工作。一方面，對(duì)上述存在問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步分析論證，探尋問(wèn)題出現(xiàn)的根源。另一方面，探尋在保有現(xiàn)狀水位庫(kù)容關(guān)系的前提下，對(duì)“興水利”和“除水害”提供更合理的方向。

在此，建議進(jìn)一步研究入庫(kù)河段地形變化趨勢(shì)以及汛限水位附近洪水前后的水位—庫(kù)容變化；為了充分利用水資源，對(duì)于有條件的水庫(kù)（有充足水源），建議考慮適當(dāng)抬高正常蓄水位，同時(shí)兼顧調(diào)整汛限水位；分析逐月徑流和汛期洪水以及最大三日洪量的關(guān)系，掌握近年來(lái)徑流、洪水變化趨勢(shì)和周期，汛前對(duì)當(dāng)年的豐、平、枯進(jìn)行預(yù)判，根據(jù)豐枯情況，制定不同的調(diào)節(jié)原則和調(diào)度原則，即枯水年側(cè)重保障用水安全、豐水年側(cè)重保證防洪安全。選取不同的汛限水位、正常蓄水位進(jìn)行水庫(kù)運(yùn)行管理。因此，預(yù)測(cè)工作至關(guān)重要。

4.結(jié)語(yǔ)

水庫(kù)特征水位和特征庫(kù)容關(guān)系到水庫(kù)自身和下游的防洪安全，也關(guān)系到下游地區(qū)的用水安全。受上游來(lái)水以及下游用水變化的影響，河北省部分大、中型水庫(kù)會(huì)出現(xiàn)庫(kù)水位長(zhǎng)期難以達(dá)到正常蓄水位的現(xiàn)象，同時(shí)隨著水庫(kù)的長(zhǎng)期運(yùn)用產(chǎn)生的淤積，興利庫(kù)容逐漸減小。通過(guò)開(kāi)展水庫(kù)特征值復(fù)核工作，發(fā)現(xiàn)了一些現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題，需要繼續(xù)探討和研究，以作為用水安全及防洪安全的保障。建議結(jié)合水庫(kù)自身?xiàng)l件及對(duì)水庫(kù)近年來(lái)的來(lái)水規(guī)律，根據(jù)豐枯情況，選取不同的汛限水位、正常蓄水位進(jìn)行水庫(kù)興利調(diào)節(jié)和洪水調(diào)節(jié)?！?/p>