２０１３年第２期 黑龙江水利科技 Ｎｏ．２．２０１３ （第４１卷） Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ （Ｔ０ｔａｌ Ｎｏ．４１） 文章编号：１００７—７５９６（２０１３）０２—００３５—０２ 对溢洪道有闸门控制水库调洪计算的分析 王洪双 ，唐春侠 （１．伊春市西山水业开发有限公司，黑龙江伊春１５３０００；２．伊春市水务局，黑龙江伊春１５３０００） 摘要：大中型水库的溢洪道上常设有闸门控制，尽管增加了投资，但可以满足多种防洪需要， 可以灵活地控制下泄流量的大小和时间，利大于弊。介绍了溢洪道有闸门控制水库调 洪计算的过程，即：拟定防洪计算方案、拟定汛期控制运用方式、调洪计算与方案比较。 关键词：水库；有闸门控制；溢洪道；调洪计算；汛限水位 中图分类号：ＴＶ２１４ 文献标识码：Ｂ １ 溢洪道上设有闸门的作用 位置、数量等均需通过调洪计算，再经过方案比较， 综合分析才能确定 ¨。 大中型水库的溢洪道上设有闸门控制，其优点 表现为： １）有闸溢洪道的堰顶高程低于正常蓄水位，因 此，在库水位相同时，有闸溢洪道的泄洪能力大于无 闸溢洪道。 ２）在同样满足下游河道允许安全泄量ｑ允的情 况下，有闸控制的防洪库容比无闸控制的小些，可减 少大坝投资和上游淹没损失。 ３）溢洪道设置闸门时，水库特征水位关系是：正 常蓄水位ｚ蓄高于防洪限制水位ｚ限，ｚ限又高于堰顶 图ｌ 溢洪道设置闸门水库特征水位关系示意图 高程ｚ堰，见图ｌ。ｚ限与ｚ蓄之间的重复结合库容 ，在汛期用以防洪，非汛期蓄水兴利，可以减小水 ２水库溢洪道设置闸门的调洪计算 库的总库容。 ２．１拟定防洪计算方案 ４）溢洪道设有闸门控制泄流，可在区间来水较 溢洪道有闸门控制时，与防洪计算方案有关的 大时，利用闸门控制减小水库下泄量，待区间洪水减 因素很多，例如溢洪道宽度 及ｚ堰、ｚ门、ｚ限等。另 小时，再加大水库下泄量，使上游洪水与区间洪水错 外，启用非常泄洪设施时，还要考虑其位置、类型、规 开，从而可以有效地削减下游河道的最大流量。 模以及启用水位等因素。最常见的方法有：①当闸 ５）有利于枯水期泄放环境用水或快速降低水位 门顶以上不设胸墙时，门顶高程ｚ门应略高于正常蓄 的需要。 水位ｚ蓄。②溢洪道堰顶高程ｚ堰与ｚ门的关系为ｚ堰 为了提高效益，方便水库建成后的调度运用，溢 ＝ｚ门一ｈ门，式中ｈ门为闸门高度，应以结构设计允许 洪道上应设有闸门控制。闸门的总体布置，其尺寸、 的最大高度为限，还应结合溢洪道附近的地形、地质 ［收稿日期］２０１２—１０—１７ ［作者简介］王洪双（１９７６一），男，￣，－，Ｅ：Ｚｒ－青冈人，工程师；唐春侠（１９５７一），男，黑龙江青冈人，高级工程师。 一３５— ２０１３年第２期 （第４ｌ卷） 黑龙江水利科技 Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖｎｃｙ ａＮｏ．２．２０１３ （Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．４１） 条件拟定ｚ堰的比较方案。③防洪限制水位ｚ限是水 库在汛期允许维持的上限水位，即在每场洪水过后， １）首先当入库洪水为相应下游防洪标准洪水 时，泄洪开始，起调水位为ｚ限，初始阶段Ｑ≤ｇ限，（ｇ限 要尽快使之恢复到该水位，以便迎接下场洪水，因 为汛限水位时溢洪道的泄洪能力），为保持库水位不 此，又称汛期限制水位。在调洪计算时，它时调节计 变，确保兴利要求，应控制闸门开度，按ｇ＝Ｑ下泄。 算起始水位，又称起调水位。 ２）当入库洪水流量Ｑ继续增加，Ｑ＞ｑ限时，为保 溢洪道设有闸门时，ｚ限一般低于ｚ蓄而高于ｚ堰， 证下游安全的条件下尽快排洪，闸门全部打开自由 见图１。不难看出，ｚ限与ｚ蓄之间的共用库容 是 泄流，此时下泄量仍小于ｑ 。 水库防洪与兴利蓄水的共用部分，因此，ｚ限是关系到 ３）当下泄量继续增加，达到下游允许安全泄量 防洪渡汛与蓄水兴利的核心，是水库调度运用中关 ｇ允时，逐渐关闭闸门控制固定泄流，即使ｑ＝ｇ允，以 键的指标之一。在规划设计时，Ｚ限也是影响水库规 模的重要因素之一。 从防洪角度看，ｚ限定得低些， 大些，这样可使 ｚ设、ｚ校降低，从而降低工程造价，但是，ｚ限定得太 低，会使兴利供水得不到保证，又是绝对不允许的。 因此，在规划设计时，正确确定ｚ限的基本指导思想 是在不破坏设计保证年所要求的供水原则下取最低 值，用此原理便可通过试算求得ｚ限。 另外，还可采用简单估算的方法求ｚ限，即由共用 的结合库容大小，根据水库在汛后可回蓄的余水量大 小而定。因此，防洪限制水位在设计条件下，是将正 常蓄水位相应的库容减去汛后至来年供水开始前可 回蓄的水量，查库容曲线即可求得水库的防洪限制水 位。这里的汛末回蓄水量包括两部分，一部分是本年 主汛期后期的洪水尾巴，另一部分是下一年初的灌溉 兴利开始前的天然来水量。我国东北山区的中小河 流春汛径流比较大，是宝贵的可供回蓄水量，应该充 分加以利用。当主汛后至下年汛前仍有兴利用水时， 应将这部分用水量在可回蓄水量中扣掉。 ２．２拟定汛期控制运用方式 有闸门控制溢洪道，随着闸门的启闭，泄流的状 态也有所不同，当闸门部分开启时为控制泄流，当闸 门全开时则为自由泄流。因此，需要事先确定汛期 的控制运用规则与方式，才能进行调洪计算。 水库控制运用方式，随水库具体情况和承担的 任务不同而各不相同。规划设计阶段，一般采用较 简单的情况，即不考虑水文预报时进行防洪调节。 其汛期控制运用方式采取控制固定泄流和自由泄流 相结合，并以库水位的变化作为改变泄流量的依据。 水库汛期控制运用方式如下： 一３６— 保证下游防洪要求，此时入库洪水仍大于下泄流量， 则库水位继续上涨，达到最大时即为防洪库容，相应 水位即为防洪高水位ｚ防。 ４）当入库洪水为设计标准洪水时，该标准洪水 已超过下游防洪标准，由于无水文预报，水库控制运 用过程开始仍按下游防洪标准洪水操作，直到水位 达到ｚ防为止，此后入库洪水仍然是Ｑ＞ｑ允，库水位 继续上涨，说明该次洪水已超过了下游防洪标准，不 能再保证下游的安全，而应以保证大坝本身安全为 主，故控制运用改为再次闸门全开，转入自由泄流， 直至出现最大库容和最高水位。 ５）当入库洪水为校核标准洪水时，如同前面方 法一样，仍按分级进行调洪演算。 ２．３调洪计算与方案比较 对于某一拟定的溢洪道宽度 、堰顶高程和ｚ限 方案，以及确定的运用方式，应分别对下游防洪标准 洪水、水库本身设计标准洪水和校核标准洪水进行 调洪演算，即可得到各种方案的相应 、设计调洪 库容 以及校核调洪库容 。同时也可求得相应 的水库防洪高水位ｚ防、设计洪水位ｚ设及校核洪水 位ｚ校。具体调洪计算方法，在自由泄流阶段可采用 半图解法，在控制泄流阶段采用列表法，这里不做详 细计算。 有了各种方案的ｚ设、ｚ校后，就可以确定坝高。 之后进行各方案的技术经济比较，选择技术上可行， 经济上合理的最佳方案。 参考文献： ［１］王秋梅，付强，徐淑琴，王立坤．水库调洪计算方法的发 展［Ｊ］．农机化研究，２００６（０６）：５６—５７．
