第３２卷第３期 红水河 Ｖ０１．３２．Ｎｏ．３ ２０１３年６月 ＨｏｎｇＳｈｕｉ Ｒｉｖｅｒ Ｊｕｎｅ．２０１３ 水库补偿调节在柳州防洪工程体系中的运用 唐金鹏 （广西水利电力勘测设计研究院，广西南宁５３００２３） 摘要：通过在柳州防洪工程体系中对洋溪、落久水库９－￣１１采用经验补偿调度和预报条件下的补偿调度两种调度方法 的结果进行比较，分析预报条件下的补偿调节对下游防洪及上游淹没等工程效益影响，以推进人水和谐，可持续发展。 Ｉ 关键词：柳州防洪工程体系；防洪；补偿调节；预报调度 中国分类号：ＴＶ６９７．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－４０８Ｘ（２０１３）０３－００７９—０４ １项目概况 的工业基地，是以工业为主，综合发展的区域性中心 城市和交通枢纽，政治经济地位十分重要，也是山水 柳州市是一座具有２ １００多年历史的国家历史 风貌独特的城市。柳州市的防洪工程体系主要通过 文化名城，是西江黄金水道的重要港口城市，位于广 洋溪、落久水库两库联合，结合柳州市５０年一遇防 西中部，地处柳江中下游，市区柳江河段蜿蜒曲折， 洪堤，使杉Ｐ州市防洪能力由５０年一遇提高至１００年 呈Ｓ型，市区河段长度近５０ ｋｍ。柳州市是广西最大 一遇。工程位置示意图见图１。 图１工程位置示意图 收稿日期：２０１３—０２—２２；修回日期：２０１３－０４－０２ 作者简介：唐金鹏（１９８２一），男，湖北裹阳人，硕士，工程师，主要从事水利工程规划设计工作，Ｅ—ｍａｉｌ：ｑｐ５２１＠８ｉＩｌａ．ｃｏｍ。 ７９ 红水河２０１３年第３期 洋溪水利枢纽工程位于柳州市三江县洋溪乡洋 溪村境内，是柳江中下游的重要防洪控制性工程，防 洪保护对象主要是柳州市城区，兼顾沿江融安县、融 水县、柳城县、象州县城镇等的防洪。落久水利枢纽 位于广西自治区柳州市融水县城北东约８ ｋｍ的贝 江中下游河段，是柳江一级支流贝江７级开发方案 中的第６个梯级，以防洪为主，兼顾灌溉、供水、发电 和航运等综合利用。 两水库基本特性见表１。 表１洋溪、落久水利枢纽基本特性表 项 目 单位 洋溪水利枢纽 落久水利枢纽 水库类别 大（２）型 大（２）型 集水面积 ｋｍ２ ｌ３１６５ １７４６ 多年平均年径流量 亿ｍ ９２．７ ２７．Ｏ３ 正常蓄水位 ｍ １６３ １５３．５ 汛限水位 ｍ １５６ １４２ 防洪高水位 １８７．２ １６１ 死水位 ｍ １５６ １４２ 总库容 亿ｒｎ３ ８，６９ ３．４３ 防洪库容 亿 ７．８ ２．５ ２预报条件下的防洪补偿调度概念 预报条件下的防洪补偿调节是一种充分利用洪 水预报，达到水库错锋，提高水库防洪库容利用效率 的防洪优化调度方式。如果在上游水库与下游防洪 区之间有一定的距离，两者之间的区间来水不可忽 略，区间洪水有洪水预报方案，能及时提供较精确的 预报成果，并有一定的预见期，为了充分发挥水库防 洪库容的作用和充分利用下游堤防的防洪能力，即 满足使用补偿调节的的条件，采用补偿调节达到洪 水错峰的目的。 设水库为Ａ，防洪区为Ｂ，区间来水为Ｑ区，区 间来水至防洪区Ｂ的洪水传播时间之差为下，则Ａ 库补偿调节流量如下： ｑ ， ≤ｑ安－Ｑ区． 本文所述洋溪水利枢纽占柳州市防洪控制断面 柳州水文站集水面积４５ ４１３ ｋｍ２的２９％，洋溪至柳 州市的平均洪水传播时间约为３０ ｈ，区间有古宜河、 贝江、龙江等较大支流汇入，区间洪水有较精确的洪 水预报方案，符合利用预报条件下防洪补偿调节优 化手段达到洪水错峰目的的要求。 ３防洪调度原则及洪水组成放大方法 根据防洪任务要求，拟定水库联合调度原则为： 当柳州市发生大于天然５０年一遇洪水（２９ ７００ ｍ３／ｓ）而小于１００年一遇洪水（３２ ７００ ｍａ／ｓ）时，由防 洪水库尽量拦蓄各控制断面的洪水，使柳州市洪峰 流量不超过防洪堤安全泄量（５０年一遇洪水２９ ７００ ｍ３／ｓ），并确保两水库大坝的安全。 根据选定的１９６２、１９７０、１９７６、１９７８、１９８３、 １９８８、１９９３、１９９４、１９９６、１９９８、２０００年型１１场典型 洪水，按典型洪水组成法放大至１００年一遇洪水的 １ １场洪水过程线，加上按同频率组成法将１９７０、 １９８３、１９９４、１９９６年型放大至１００年一遇的４场过 程线（１９７０、１９８３年考虑柳州与洋溪、落久同频， １９９４、１９９６年考虑区间与柳州同频），共得到１５场 水库坝址和防洪控制断面的１００年一遇洪水过程 线，进行防洪调度计算。 ４经验补偿调度规则及结果 ４．１经验补偿调度规则 洋溪、落久水库原防洪调度规则均以柳州流量 及水库自身入库流量进行判别，经多次凑泄计算，拟 定的洋溪、落久水库的防洪调度规则见表２ ３。 表２洋溪水库防洪调度原则表（经验补偿调度） ｍ３／ｓ 判别条件（柳州站） 洋溪入库流量 洋溪下泄流量 涨水 Ｑｗ￣＜９０ｏｏ Ｑ人库 Ｑ≤２０００ Ｑ人库 ９０００￣Ｑ擤州＜１４５００ ２０００＜Ｑ￣４ｏｏｏ ２ｏｏ０ Ｑ ≥１４５００ 退水 Ｑ＞３５ｏｏ Ｑ人库 Ｑ＊｜ＩＩ￣２ｏｏｏｏ Ｑ￣３５ｏｏ ８ｏｏ ｑｍ￣＜２ｏｏｏｏ 注：Ｑ＊ 为考虑水库调洪后柳州上时段实测流量，时段为６ ｈ。 唐金鹏：水库补偿调节在柳州防洪工程体系中的运用 裹３落久水库防洪调度原则表 ｍ 达到规范规定的甲等。洋溪水库防洪调度按预报误 差２０％考虑，即洋溪、落久至柳州的区间洪水时段 增量预报误差为２０％，预报２４ ｈ后柳州洪水为预报 的区间洪水加上两库来水演进至柳州站的同期洪 水。调度计算时，利用柳州２４ ｈ后的预报流量进行 判别，并控制柳州流量在防洪堤安全泄量之下。 结合水库入库流量等进行判别，拟定出洋溪水 库的防洪调度规则见表４，即当预报到￣Ｐｈ＇ｌ ２４ ｈ后 洪水小于２Ｏ年一遇时，洋溪水库按来流量下泄，当 判别条件 涨水 Ｑ＃，ｌＩ＜１９０００ 落久入库流量 落久下泄流量 Ｑ＾ Ｑ≤１５００ ２ｏ０ ７００ Ｑ枷 ≥１９０００ １５００＜Ｑ￣２５ｏｏ 退水 Ｑ＿ ￣２３０００ Ｑ＾ 预报到柳州２４ ｈ后洪水大于２０年一遇时，通过柳州 的防洪安全泄量与预报的区间洪水反算洋溪当前时 段的最大下泄量，并乘以河道槽蓄系数以达到２４ ｈ 后柳州洪水不超５Ｏ年一遇的目的。落久水库防洪调 度不考虑预报，规则与表３中相同。 表４洋溪水库防洪调度原则表 （考虑预报条件下的补偿调度） 判别条件 柳州涨水时，Ｑ＊ （Ｍ）￣＜２５７００， 且Ｑ洋蕾入库（ｆ）≤１１７００ Ｑ ｗ￣＜２３０００ 注：Ｑ＿ 为考虑水库调洪后柳州上时段实测流量，时段为６ｈ。 ４．２经验补偿调度结果 采用经验调度方式对多场１００年一遇洪水过程 线进行调洪计算，调洪成果各年型均能使柳州防洪 标准提高到１００年一遇，但几乎每个年型洋溪动用 的防洪库容都达到７．８亿ｍ ，动用防洪库容频率较 高，库容较多，影响较大。 洋溪水库下泄流量 Ｑ弹囊人库（ｉ） Ｑ 删（ｆ＋４）＞２５７００或Ｑ津滇Ａ摩“） （２９７００一Ｑ区间“＋４）一Ｑ蘑Ａ出摩“））． ＞１１７００时 ×１．０３ ５预报条件下的补偿调度规则及结果 ５．１预报条件下的补偿优化调度规则 注：①ｉ为当前时段； ＱＩ－蝌（ ＝Ｑ区问（ ＋Ｑ水库＋△Ｑ区Ｉ可×（±２０％）。 其中，Ｑ Ｉ可（枷＋△Ｑ ×（４－２Ｏ％）为考虑预报误差后的区间 洪水；Ｑ术庠为洋溪、落久两水库下泄演进至柳州的洪水。 洪水预报方案考虑２４ ｈ的预报期，即洋溪水库 调度时考虑预报柳州２４ ｈ后的洪水。落久水库由于 位于暴雨中心且距柳州较近，按实时调度考虑。 ②表中１．０３为考虑河道槽蓄作用的系数。 ③计算时段为６ｈ。 根据柳州水情自动测报系统的现状预报条件， 柳州洪水预报精度在预见期２４ ｈ内变幅预报误差 小于２０％的概率（即合格率）达到８５％，预报合格率 ５．２预报条件下的补偿调度结果 根据计算，预报条件下的补偿调度成果见表５。 表５预报条件下的补偿调度水库调洪成果表 流量单位：ｍ ，库容单位：亿ｍ］ 水库入库流量 两坝址柳州 一柳州流量 防洪库容 年型 洪水放大方法 洋溪入库 ９３６ｏ 落久入库 ７３６ｏ 区间流量 ２２Ｏ０ｏ 柳州建库前 柳州建库后 洋溪防洪库容 落久防洪库容 ３１Ｏ０ｏ ２７９ｏｏ ２．６ｌ １．９２ １９６２ 典型洪水组成 １９９８ 典型洪水组成 间与柳州同频 ４Ｏ９Ｏ ３８ｏｏ ２８４０ｏ ３３Ｏｏｏ ２９８００ ２．５９ １．８４ ｌ９９６ 洋溪、落久～柳州区 ｌ２ｏｏ０ ４８２０ ２６２００ ３２７００ ２７４００ ７－８ ２．１４ ８ｌ 红水河２０１３年第３期 ５．３两种调度方法结果比较 为明显，而柳州防洪工程体系中的两个防洪水库距 由调度成果可知，洋溪水库设置７．８亿ｍ，防 洪库容，与落久水库（防洪库容２．５亿ｍ。）联合调 度，不论是否考虑预报补偿调度，均可将柳州市区 １００年一遇洪水洪峰３２ ７００ ｍ３／ｓ削减至５０年一遇 洪峰２９ ７００ ｍ３／ｓ以下，满足防洪任务要求。 但由于水库对２Ｏ年一遇以下的洪水不承担下 游防洪任务，如不考虑预报条件，则洋溪水库在柳州 洪水超过１５ ０００ ｍ３／ｓ（尚未达到２年一遇）时即开始 拦蓄洪水，水库遇到小洪水也频繁蓄水，如遇到 １９９６年型坝址与柳州同频５年、２Ｏ年一遇组合洪水 时，洋溪坝前水位会分别达到１７６．７ ｍ、１８０．８ ｍ，其 离柳州市均比较远，来自古宜河、龙江等的区间洪水 很大，不可忽略，正好适用该调度方法；从以上分析 可以看出，在同样满足工程防洪任务的前提下，使用 预报条件下的补偿调度方法进行洪水调度，可以充 分利用水库的滞峰、错峰作用，优化水库下泄流量， 从而大幅降低水库在拦蓄中小洪水时的无功蓄水， 减少水库淹没损失，即为业主节约了工程投资，又为 水库下游减免洪灾损失，效益巨大。 参考文献： 【１】 梁忠民，钟平安，华家鹏．水文水利计算（第２版） 】．北 京：中国水利水电出版社，２０１１． 【２］ 钟平安，李兴安，张初旺，李（６）：５２—５５． 中２０年一遇组合洪水将超过正常蓄水位１７．８ ｍ，库 区淹没较大。 因此，可以看出如果不考虑预报条件，会造成大 伟．并联水库群防洪联合 调度分配模型研究与应用【Ｊ］．长江科学院院报，２００３， ［３］ 宁磊，张黎明，许多．三峡工程建成初期防洪调度研 量无功蓄水，以至于过早及频繁动用防洪库容，造成 库容不必要的淹没损失。 究【Ｊ】．人民长江，２０１２，（１Ｏ）：ｌ１一ｌ４． 【４］ 曹基富，吴瑞钦．防洪补偿调度在鹤地水库中的应用【Ｊ］． ６结语 预报条件下的补偿调节方法是一种理论成熟， 操作简单的工程调度方法，特别在防洪工程距离保 护对象较远，区间洪水不可忽略的情况下，其效果尤 广东水利水电，２００４，（６）：４８—４９． ［５】 广西水利电力勘测设计研究院．广西柳江防洪控制性工 程洋溪水利枢纽项目建议书［Ｒ］．南宁：广西水利电力勘 测设计研究院，２０１０． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｆｌｏｏｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｌｉｕｚｈｏｕ ＴＡＮＧ Ｊｉｎ－ｐｅｎｇ （Ｇｕａｎｇｘｉ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｎａｎｎｉｎｇ，５３００２３） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｗｏ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｄｉｓｐａｔｃｈ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｏｒｅｃａｓｔ， ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｙａｎｇｘｉ ｎｄ Ｌｕｏｊｉａｕ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ ｌｆｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｌｉｕｚｈｏｕ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｆｌｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｉｎｕｎｄａｔｉｏｎ，ｕｎｄｅｒ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｉｕｚｈｏｕ ｌｆｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ；ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｆｏｒｅｃａｓｔ ｄｉｓｐａｔｃｈ ‘ ８２