水库防洪计算——溢洪道闸门控制

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：图G5.21溢洪道有闸门水库有关水位与高程示意由于上述特点，有闸门控制时水库防洪水利计算要比无闸门情况复杂些。对于一般暴雨洪水的河流，有闸门情况下通常防洪限制水位低于正常蓄水位，防洪高水位高于正常蓄水位，防洪库容和兴利库容部分结合。

溢洪道上设置闸门，尽管增加泄洪建筑物的投资和操作管理工作，但可以控制泄量，更好地满足下游防洪要求；可以使防洪库容和兴利库容结合使用，提高综合利用效果；水库运行过程中，还便于考虑洪水预报，提前预泄腾空库容。因此大中型水库，溢洪道上一般设有闸门，并且常常承担下游防洪任务。

溢洪道设置闸门时，水库防洪计算有如下特点：①为保证兴利蓄水要求，当闸孔不设胸墙时，闸门顶高程略高于正常蓄水位Z正，而堰顶高程Z堰等于闸门顶高程减去闸门高度，如图G5.21所示，在正常蓄水位已定时，堰顶高程可以结合闸门高度的选择及溢洪道附近的地形、地质条件拟定几个比较方案；②为考虑防洪库容和兴利库容的结合使用，一般在堰顶高程和正常蓄水位之间拟定防洪限制水位Z限；③针对防护对象的防洪要求，拟定调洪方式，即制定遇各级洪水时的泄洪方式及泄流量的规定等。

图G5.21　溢洪道有闸门水库有关水位与高程示意

由于上述特点，有闸门控制时水库防洪水利计算要比无闸门情况复杂些。主要步骤如下：

（1）拟定比较方案。有闸门控制时，组成泄洪建筑物方案的因素有泄洪洞的型式、高程、尺寸和溢洪道的宽度、堰顶高程等，同时，若防洪限制水位也需要选择时，还需拟定可行的防洪限制水位方案。上述各因素其中一个不同，则构成一个比较方案。对于泄洪建筑物的方案，应根据地形地质条件、防洪及综合利用要求、技术经济条件等通过分析拟定若干个技术上可行方案。为避免影响因素太多，应抓住主要因素来拟定方案。

（2）拟定调洪方式。水库的调洪方式与水库入库洪水大小、水库与防洪对象之间的区间洪水情况、防洪任务、是否具备非常泄洪设施等有关，这已在G5.3节中作了介绍，根据水库的具体情况可选择合适的调洪方式。需要指出，在选择防洪参数和特征值的设计阶段，调洪方式宜考虑得稳妥一些，一般不考虑短期洪水预报。

（3）调洪计算。对某一方案而言，根据拟定的调洪方式，采用本工作任务G5.3.2中介绍的方法，先对下游防护对象标准的洪水进行调洪计算，求得防洪库容和防洪高水位，然后分别对水库设计洪水和校核洪水进行调洪计算，分别求得设计和校核调洪库容、设计和校核洪水位及相应的最大下泄流量。

（4）优选方案。获得各个方案的调洪计算成果后，方案比较与优选方法与前述无闸门溢洪道的情况基本相同。

关于防洪限制水位的确定，该水位定得愈低，设计或校核洪水位愈低，坝顶高程愈低；但从兴利蓄水要求来看，此水位愈低，有可能使汛后蓄不到正常蓄水位，而影响兴利用水。因此，应综合考虑防洪和兴利要求，同时还要考虑流域洪水特性。

当流域洪水发生无定期，大洪水任何时候都有可能发生时，防洪限制水位应等于正常蓄水位，防洪库容和兴利库容不结合。另外，我国夏伏旱严重地区的水库，既要考虑到伏旱供水，在夏伏旱到来之前蓄满水库（蓄至正常蓄水位），又要考虑到伏旱期不定期发生暴雨洪水的可能性而应预留防洪库容，防洪和兴利也无法结合。

对于春汛为主的河流，洪水出现规律性很强，或所需防洪库容较小的水库，可以使防洪高水位等于正常蓄水位，防洪库容和兴利库容完全结合。

对于一般暴雨洪水的河流，有闸门情况下通常防洪限制水位低于正常蓄水位，防洪高水位高于正常蓄水位，防洪库容和兴利库容部分结合。在我国部分结合的情况居多。

防洪和兴利能够结合时，规划设计阶段，在兴利要求已经确定的情况下，从兴利蓄水的角度，年调节水库可采用代表年法确定防洪限制水位。即首先推求设计枯水年汛末至供水期初的余水量W余，然后，由W兴＋W死-W余查水位—容积关系线，所得水位作为Z限。

防洪限制水位不仅是协调防洪和兴利关系的关键水位，并且对工程的发电效益、库内引水高程、通航水深、泥沙淤积，以及水库淹没指标等均有直接影响。因此当兴利和防洪要求均尚未确定时，应拟定方案，根据各方案调洪计算成果，从技术经济上进行分析，结合防洪和兴利要求分析比较后选定。

此外，由于洪水的成因、大小和出现的可能性在全汛期中各阶段可能存在明显的差异，水库运行过程中，常拟定分期防洪限制水位（例如分为前汛期、主汛期、尾汛期等），使水库充分有效地发挥防汛和兴利的作用，有关这方面的内容见模块4水库调度简介。

水库防洪计算——溢洪道闸门控制

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