水库管理论文范文10篇

时间:2023-03-20 18:44:17

水库管理论文

水库管理论文范文篇1

1引水工程形式分析

1.1从水库放水洞引水

该县水库放水洞多采用有压涵管、有压涵洞、无压涵洞等几种形式,为充分利用水库水位压力发展自压供水,不同形式放水洞的水库自压引水应采取不同的工程技术措施。

1.1.1有压涵管或有压涵洞自压供水

从水库放水洞有压涵管或有压涵洞引水进行自压供水,应以不影响水库调洪和其它方面的供水,且压力不超过原设计压力为原则,把放水洞出口进行改造,安装三通管进行供水分流,并分别安装闸阀或阀门,以满足不同的供水要求。

1.1.2无压放水涵洞自压供水

无压放水涵洞是设在水库放水闸下游的无压放水廊道,廊道多为拱形,断面较大,水库放水时,廊道内水流为自由出水,无有压力。从这种形式的放水洞内进行有压引水,需在放水涵洞内安装压力管道,其压力管铺设有两种形式:一种是将压力管道直接接到放水洞入口,原放水洞闸门即为压力管总闸,接头预埋钢筋用混凝土或浆砌石固定,不得渗漏。这种方法即把原无压放水涵洞改为有压放水涵管,放水涵管按所用材料分钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、PVC塑料管、PE塑料管,不论采用何种管材,均应严格按操作规程施工,并加以保护。优点是不受水库水位的限制,施工条件较好,是水库自压供水较理想的连接方式。另一种是把压力管在洞内局部布设,在原放水洞水闸一侧直通水库,取水不受原放水洞闸门控制,此法缺点是放水洞放水时易冲刷洞内压力管,安装时应搞好管道固定,施工难度大,且受库内水位限制,只能降至一定水位时方可施工,这种接法一般不宜采用。

1.2破坝引水

破坝引水需对坝体进行大开挖,然后安装有压管道进行自压引水,这种方法需要破坏坝体,施工难度大,造价高,还有可能危及大坝安全,一般情况下不宜采用。

1.3倒虹吸引水

倒虹吸引水可把虹吸管埋设于坝坡下面,不需大范围破坝,施工较简单,可缩短工期,节约投资,但需要抽真空设备,运行管理要求严格,对管材质量要求也较严格,其安装高度需经严格的水力计算。

2引水系统首部设计应注意的问题

自压引水系统首部设计包括取水头部设计、引水管道计算、引水口安装高度,对倒虹吸管引水系统还应计算倒虹吸管的安装高度及抽真空设备的计算和选择等。

2.1取水头部的设计

取水头部是取水工程的组成部分,主要作用是防止浮漂物等吸入管道,运行中最大问题是防止泥砂淤积和杂草阻塞。取水头部形式很多,而作为水库自压取水的取水系统应是构造简单,安装方便,易于检修,使用效果较好的取水头部。

取水头部应设在足够的水深处,且底层进水孔下缘距水体底部不得小于1.0m,进水孔上缘在设计最低水位下的淹没深度,顶部进水时不小于0.5m,侧面进水时不少于0.3m,虹吸管和倒虹吸管进水时不小于1.0m。设计时取水头部进水孔流速不宜过大或过小,水库引水进水孔流速一般取0.2m—0.6m/s。

2.2引水管道计算

引水管道计算包括管道直径的选择和水头损失的计算,设计时管道直径应由流速确定,还要兼顾水头损失综合考虑,自流管管内流速,一般不小于0.6m/s,虹吸管管内流速,一般为1.0—1.5m/s,最小不宜小于0.6m/s。

2.3引水口安装高度

引水口安装高度不仅应满足下游用水系统的水压要求,还应满足取水头部安装尺寸要求,并且要结合水库水位和人畜饮水、工业供水和节水灌溉的设计保证率(一般为95%)综合考虑,合理确定供水范围、引水流量和引水口安装高度。

2.4倒虹吸管引水系统计算

倒虹吸管除应计算管径及进水口安装高度外,还应计算管顶最大允许安装高度和启动系统的计算和选择,倒虹吸管的启动一般采用真空泵抽真空充水启动。

2.5取水首部设计应注意的其它问题

2.5.1所选管道应经济耐用,系统不漏水、漏气,管路应固定,接口要牢固。

2.5.2不能影响大坝的安全,对倒虹吸管应采取一定的措施,防止水位过高时,水流沿管壁渗漏危及坝体安全。

2.5.3取水系统的选择应进行技术经济比较合理选用。

2.5.4不同供水系统对水质有不同的要求,要根据要求安装过滤设备。

2.5.5为充分利用水库水压,必要时在用水系统安装管道加压泵,以便在水压达不到要求时用来增加管道压力。

2.5.6引水系统首部设计时,应进行地基承载力和管道(或涵洞)压力校核。

3设计与应用实例

3.1黄崖水库低压管道灌溉工程取水系统首部设计及应用

位于费县大田庄乡的黄崖水库为小(一)型水库,总库容186万m3,兴利库容131.5万m3,设计灌溉面积266.6hm2,放水洞为无压隧洞,底高程162.4m,设计流量为2.5m3/s,放水洞长度51m,该水库灌区由于灌水方法落后,渠系配套差,浪费水极为严重,水的有效利用系数不足0.4,不能满足日益发展的农业灌溉需要,1999年9月实施自压低压管道灌溉工程措施,设计引水流量0.3m3/s。不同材料、不同取水方式计算成果列表如下:黄崖水库自压供水不同管材及取水方式计算成果表.

由上述计算成果经经济技术分析,采用了施工简单、造价低的不用原放水闸控制将UPVC塑料管沿原放水洞一侧入库的工程方案,并在引水口安装了箱式取水头部,其水压、安装高度均符合要求,运行状况良好。

3.2高家围子自压供水首部系统

高家围子水库为小(一)型水库,位于方城镇境内,总库容237万m3,其中兴利库容139.5万m3,1998年在该水库建成自压供水水厂,向该镇及周围村庄供水,由于该水厂的供水范围扩大,水厂需扩建,并需要对水库无压放水涵洞进行改造,经过技术经济分析,拟采用Φ800钢管混凝土承插管,直接与原放水闸底座连接的方案,在涵管进出口预留钢筋,用以与原放水闸和出口三通管连接,承插口对接后在接缝内浇筑环氧树脂砂浆。

3.3后楼水库自压供水首部系统

后楼水库位于汪沟镇境内,总库容296万m3,其中兴利库容134万m3,放水洞为钢筋混凝土压力涵管,在进行自压供水改造时,把涵管出口进行处理,露出原有涵管钢筋,焊接钢筋并浇筑混凝土三通管,在三通管出口分别安装了蝴蝶阀和闸阀,达到了工程设计要求,满足工程运行需要,效果良好。

参考文献:

水库管理论文范文篇2

水库是由人为建造的工程部分和自然构造的资源部分组成的水利工程设施。工程部分是指各种水工建筑物及其配套设备。资源部分是水、水库岸坡及其流域。

水库管理工作是水库的利用与管理,是水利工作的一项重要内容。利用是指发挥它的功能和效益,管理是为了确保水库的安全及延长其寿命。

我国的水利工作正处于由传统水利向现代水利转变的阶段。作为水利工作重要内容的水库管理工作,必须跟上这个转变,逐步实现水库管理的现代化。

现代水利是面对水资源的严重不足和短缺,做好水资源的节约、保护和科学高效的利用,以水资源的可持续利用,支持经济社会的可持续发展。同时,随着科学技术的发展,水利工作应增加科技含量,跟上科技发展的步伐。

二、传统水库管理

现代水利是相对于过去的传统水利而言。传统是对以往的总结和概括。传统水利是以兴利除害、防洪渡汛、供水发电为主。回顾过去有其客观发展的必然性。面对现实也有严重的不足,那就是重建设轻管理,重工程轻资源。

传统水利工作下的水库管理主要针对人为建造的工程部分即水工建筑物及其配套设施的管理。管理范围小,管理面窄。这反映了重工程轻资源的实际。传统水库管理还存在着重更改大修,轻检查养护。

管理主要是通过规程规范来实现。传统的规程规范来源于三个方面:一是由设计根据理论分析提出的要求;二是在管理过程中的经验教训;三是由其它行业借鉴,各水库管理单位相互学习,相互参照。在这三方面中,第一部分偏重理论分析,难免有脱离实际之处。第二部分虽然符合事物发展规律,但却是被动的和初级的。按现代观点他是传统和落后的。第三部分虽然是应该和必须的,但如果脱离实际则变成抄袭而流于形式。总之传统的规程规范由于经验不足,重建轻管等原因,理论内容多,实际内容少;定性内容多定量内容少,看起来很全面,不少内容脱离实际无法执行,流于形式,特别是工程设备的检查和维护保养规程更是如此。这必然导致重更改大修,轻检查养护。检查流于形式不能及时发现隐患,变成了故障找人;养护流于形式,小毛病发展成大问题,只有修理,必然形成以修代养。

三、现代水库管理

现代水库管理,就是在总结以往经验教训的基础上,结合新形势,新任务,新要求,展望发展,重新制定管理职责,管理范围,管理方法,管理标准,从而逐步实现水库管理的现代化。

1.现代水库管理不但要管好工程还要管资源

水库管理工作是针对水的工作,它不但包括水的安全、水的利用还应包括水的好坏和水的多少。管水的单位不管水的好坏和多少,显然是不合道理的。所以现代水库管理范围应向上游延伸和扩大,管理工作内容相应增加。不但要管好水工建筑物及其配套设备还应管理水库岸坡,流域植被。管理的职责,不单是工程设备的安全运行,还要包括水质水量,合理利用。当然由于和地方政府部门的交叉,管理受到制约,但我们应该也可以通过定期检查岸坡是否稳定,有无塌方、滑坡。定期调查了解库区植被、水土流失,定期调查了解流域范围内污染源及水污染状况,写出分析报告和治理改进建议,保护水库的水质和蓄水能力。

2.现代水库管理必须全面贯彻安全第一,预防为主的原则

水库管理工作,责任重大,所以预防为主的原则不单是针对防汛度汛,应该贯穿于管理的全过程。所谓预防,就是超前工作,有备无患。这既体现了管理的主动性,也体现了现代的科学性。就一般概念而言“管理”重在预测,没有预测,管理是被动的。也只有真正做好了预防工作,才能真正做到安全第一。

3.现代水库管理要标准化

标准化是水库管理现代化的标志之一。施行标准化,减少盲目性和随意性。标准化管理首先要制定管理标准。管理标准应包含两个方面,一是管理的质量标准,二是管理的工作量标准。质量标准是管理的工程设备应该保持的良好状态和良好程度;工作量标准是达到质量标准所必须做的工作。所以工作量标准是质量标准的细化和具体化,是实现质量标准的前提和保证。管理标准应尽可能量化,便于定岗定责和自动化管理。管理标准应定期修改,不断完善。

4.水库管理的自动化是其现代化的必然

随着科学技术的飞速发展,水库管理工作应逐步实现自动化。它包括水工机电设备操作运行的自动化,大坝观测的自动化,管理手段管理方法,如远程操作控制、各种记录资料的收集整理、技术档案管理的智能化和数字化等。

5.高度重视技术资料档案管理

水库管理工作是上百年的工作,期间工作人员多有变化,然而管理是连续的,技术资料也必须是连续的。所以技术资料档案管理是水库管理的主要手段之一。资料档案重在收集建立。收集的前提是基层工作人员每做一项工作,都必须认真做好记录。工作记录既是履行职责的标志,也是以后工作的依据。工作记录必须严格、真实、准确、全面,包括工作内容、工作时间、工作人员。工作记录要作到及时填写、及时上报、及时分析整理、及时归档保存。这些要求应体现在管理标准中。

四、现代水库工程管理的重点是检查观测和维护保养

现代水库管理虽然应该加强对水资源的管理,但工程管理仍然是主要内容。因为资源只有通过工程才能发挥效益。工程部分又以闸门启闭机等机电设备最容易出问题。总体上看工程管理的内容是看管、运行、检查观测、维护保养、安全鉴定、更改修理、除险加固、直至工程报废。

看管是看守保护,使工程不受人为破坏。

运行主要指配套设施(闸门启闭机、机电设备、观测设施等)的操作运行;大坝等挡水建筑物在水库蓄水时就自然处于运行状态。

检查、观测是工程管理的前提和基础,检查观测的目的是为了确定工程设备的状态,及时发现隐患。所谓确定工程设备的状态,是指通过检查观测确定工程设备性能的完好程度,为安全运行提供依据。发现隐患是为更改修理、除险加固、乃至报废提供决策依据。检查和观测是同一性质、同一目的,不同工作内容、不同方法的管理基础工作。

维护保养是工程管理基本内容。它是在工程设备处于完好状态下所采取的技术措施(出了问题再去处理那是修理)。维护保养的目的是为了保持工程设备的美观、完整、良好的状态,延长寿命。维护保养对于闸门启闭机、机电设备、观测设施尤为重要。

维护保养与检查观测共同构成了工程管理的基本内容。他们是工程管理经常的、大量的、最基本的工作内容。是搞好工程管理的基础。所以他们应该是现代水库工程管理的重点。

安全鉴定是最高级别的检查鉴定。他是在常规的工程检查观测,维护保养的基础上,外请专家对工程设备进行检查分析鉴定,作出结论,以确保工程设备的安全运行。只有做好检查观测,维护保养工作,才是真正贯彻了安全第一,预防为主的全过程管理原则。

更改大修、除险加固是工程设备出现问题,性能改变时采取的恢复性能和状态的技术措施。

因此现代水库工程管理对安全鉴定、更改大修、除险加固等应该作为项目来管理。其具体内容是技术资料收集整理、初步分析、项目建议、竣工验收等。

五、检查观测维护保养工作标准的制定

检查观测维护保养工作标准有些是为了安全可靠的运行,有的是为了延长寿命,他们应根据工程设备的需要来制定。所谓工程设备的需要是指为发挥它的功能,延长它的寿命所要求的必需作的工作。他有两重含义,一是指被管理对象的客观需要;二是指满足客观需要的最少投入。所谓被管理对象的客观需要,是指根据工程设施所固有的规律,在一定的环境条件下,承受一定的荷载和一定的工作制度,对它们进行科学计算和可靠性分析预测得出的实际需要。这种计算分析预测基于三部分内容:一是以原有的规程规范为基础,对以往的经验教训进行总结分析;二是工程设备固有的关键点关键部位分析,三是非等强度等寿命分析。原有的规程规范存在一定的不足,但应该作为基础。所谓关键点关键部位是指涉及安全可靠的点和部位,如果这些点和部位出问题则会造成事故。非等强度等寿命是相对等强度设计原则而言,它是指工程设备在设计制造时,由于各种原因,致使设备的零部件、结构的不同部位不同断面不可能做到等效果、等寿命。他们在投入使用后出现问题的先后不同。最先出现的就是我们要找的薄弱环节、薄弱点。这三方面各有侧重,加以综合利用制定标准,就能满足管理需要。

水库管理论文范文篇3

漏水乃水库建设之大忌。为了防止漏水,水利工程师不得不采用复杂的工程措施,例如小浪底大坝下面增设了深达70m的混凝土防渗墙,以阻断覆盖层中的渗漏。但在一定条件下,漏水也可能是一件好事。433年前陕西省子洲县一处因山体滑坡而形成的湿地,其堵口的天然坝坝高约60m,坝后已淤地近千亩,大雨后坝内积水很多,但两三天内就渗漏掉,不影响坝地作物生长。这一天然形成的漏水水库至少起着两个重要的作用,即淤地和滞洪。它给我们一个启示:能否人工修建漏水水库以达到兴利除害和增加水资源供给总量的目的?如果可能,这样的水库应如何规划、设计和修建?

二、漏水水库的特点

修建漏水水库的总目标是尽可能把水土资源拦蓄在陆地上,减少入海的水沙总量,从而增加水资源的总供给量。与普通水库相比,漏水水库具有以下特点:

①充分利用地下空间蓄水,不需要永久性地占用土地;

②避免了普通水库因水面蒸发造成的水量损耗;

③既拦水,又拦土拦肥,可以淤造出优良的农田;

④减少水土流失对下游河道水库的淤塞;

⑤补充了地下水,减轻因地下水位下降引起的地面沉降和海水入侵灾害。

另外,漏水水库也可以像普通水库一样起到临时拦洪作用。当然,它所拦蓄的水不能直接用于发电、灌溉和城填供水等,而只能通过抽取间接利用。

要说明的是,漏水水库并不等于水土流失地区通常修建的淤地坝工程,因为后者往往只拦泥,不拦水,起不到滞洪作用。而且淤地坝总是修建在山沟中,而漏水水库也可以修建在平原低洼地。

总之,漏水水库的基本功能是将地表水转化为地下水,因此,可定义为“促进地表水向地下水转化以增加水土资源供给量的水利工程”。

三、漏水水库的规划设计

1.地形地质条件

漏水水库地层中应有埋藏不深的强透水层,以便尽快地把漏下的水量输送到远处。透水的砂卵石层埋藏过深,无疑将增加漏水井的造价。在石质山区,河床往往就由砂卵石层组成,若在其上筑坝,由坝基潜流很快就会汇入下游河道中,达不到转化为地下水的目标,因而不宜修建漏水水库。

适宜修建漏水水库的地形条件原则上与普通水库一样,即山谷漏水水库宜修建在口小肚大的山谷中,而平原漏水水库则宜修建在河道两侧洼地中。

2.水文气象条件

漏水水库适宜于修建夏季降雨比较集中的半干旱地区,特别是地下水位降低过多的地区。这些地区要满足以下4个条件:①总体上水资源不足;②季节性水资源过剩,不得不排入海中;③蒸发量较大;④地下有足够的贮水空间。具体来说就是华北地区,包括华东北部、东北西部和河南及陕西部分地区。

3.漏水水库的布置

在山区小支流上可以布置出口控制型漏水水库,对于水量比较大的支流,则可以修建梯级拦蓄型漏水水库。漏水水库应当与淤地坝和普通水库综合规划,当地条件适合于建哪种工程就建哪种。

在平原地区,漏水水库可按长藤结瓜型布置,即沿河道两侧的低洼地修建。与一般滞洪区不同的是,漏水水库应当用堤坝围起来以增加蓄水的深度,从而达到较小淹没面积内尽可能多蓄水的目的。当然,水库内还要布置漏水井。

4.库容设计和运行控制

笔者认为,以千年一遇的洪水为标准,即能把千年一遇的洪水全部拦蓄起来的漏水水库为全拦型,低于此标准的为半拦型。在条件允许时,应尽可能增大库容,按全拦型设计,否则只能按半拦型设计。在山区,半拦型漏水水库实际上介于淤地坝和漏水水库之间,仍需要布置泄洪设施以便把超过蓄水能力的多余水量下泄到下游河道。

平原漏水水库的库容则应根据地形条件和淹没损失的情况确定。原则上水库围堤的顶高应与河堤的顶高一致,以便尽可能增大库容。漏水水库的运行方式可分多年一次分水型和每年分水型两类。前一种是遇到较大洪水时就分洪,例如按5年一次的频率计;后一种则每年汛期都要分水入库,以达到减少入海水量的目标。显然,后一种运行方式是以增加淹没损失为代价的。因为以每年两季收获为准,5年分洪一次的损失率为10%,而每年分洪一次的损失率则达到50%。当然,这是粗略估算。实际是每年一次的汛期水位不会太高,淹没区的范围当然要小一些。

漏水水库也可以保留一部分库容作为永久蓄水之用,以满足库区及周边地区用水的需求。

5.主要建筑物

①堤坝

漏水水库以中小型工程为主,且一般修建在覆盖层上,故挡水建筑物应以土质堤坝为主,一般可设计为均质土坝。鉴于漏水水库的特点,其建筑标准可以降低。首先是没有防渗要求,即使是砂卵石,也可以用来筑坝。其次是挡水时间短,一般不超过3个月,黏性土均质坝内不易形成浸润线,上游也没有水位突降问题,坝体的填筑密度及坝坡坡比要求均可以降低。所以,坝体可以采用比较快速低廉的定向爆破法或水力冲填法填筑。采用后一种方法时,可辅以真空抽水让填土加速固结。但是,为了保证渗透稳定性,仍要求采取措施防止产生管涌。

②漏水井

漏水井是漏水水库的关键设施,必须保证其长期运行而不被淤堵。它与土坝中为降低浸润线而设置的排水井不同,必须保证单井有足够的排水能力。单井排水量和井数应以100天内排干库区积水为准,以保证农田的淹没损失只限于秋季作物。井底端应当深入到砂卵石层,但进水口应如何设置,其高程是随库水位而变,还是固定在某一高程上,它的设计和布置方法,均有待进一步研究。

③分水建筑

平原漏水水库与河道之间需要修建分水闸坝。但是,它与常规意义上用于分洪区的分水闸不同,流入漏水水库的水量自动渗入地下,不必等洪水退去时反流入河道,因此它只须按单向流动进行设计即可。最简单的方案是采用混凝土滚水坝,上面用橡胶坝接高,甚至采用自溃式土质子埝加高。对于多年分洪一次的漏水水库,自溃式子埝可能是最简便有效的。

④泄洪建筑

如果受地形地质条件的限制,山区漏水水库不能把来水全部拦蓄而必须以半拦蓄方式运行时,就需要布置泄洪设施,例如,坝顶溢洪道或坝基泄洪洞。小型工程可采用坝顶溢洪加土工布防护的办法。中型工程如在两岸没有条件修建溢洪道,应考虑坝基埋设泄洪洞。如坝基有松软土层,为避免沉降而发生断裂,可以在坝体填筑完成后采用顶管方式修建。

四、需要研究的问题

除了前面提到的漏水井的设计需要进一步研究以外,下面几个问题也值得探讨。

1.已有水库和滞洪区改造成漏水水库

淤积严重而基本失去蓄水功能的山区水库,如有条件可以加设漏水井,使之成为漏水水库,以利用被淹没的土地资源。平原滞洪区,如不加围堤任其泛滥,淹没损失将会很大。如果把比较贫脊的低洼地围起来改造成漏水水库,虽然投资大一些,但可以放心地多次使用,可能还是合算的。

2.减淤和恢复库容

漏水水库也会像普通水库一样逐渐淤塞,有的最终可能要淤废。为了减轻淤积,延长水库的使用期,可以考虑以下措施:①坝底用顶管法加设排沙洞。②用淤积土加高堤坝或堤坝采用边拦蓄边加高的办法。这样,可减少堤坝工程一次性投资的费用。③人工挖泥,挖出的淤泥用于周边地区农田的改良。

五、结语

对于北方半干旱地区来说,增加水资源供给量的途径只可能有两条:一是从南方调水,即南水北调工程;二是立足于当地的降水,即多拦蓄、少蒸发。后一途径又可分为两种情况,即拦蓄雨水和拦蓄客水。笔者曾建议过采用“深挖槽”的办法拦蓄雨水。这里用“深槽”一词以区别于一般的水塘,目的是为了强调减小挖掘面积,增加蓄水深度,并减少蒸发量。本文提出的漏水水库则是为了拦蓄过境的弃水,并让它转入地下贮存起来。南水北调只能满足大城市的需求,对广大农村和小城镇来说,立足当地可能是惟一的出路。

水库管理论文范文篇4

引滦枢纽所属潘家口水库是一座大型砼重力坝,控制滦河流域面积75%,坝长1039m,最大坝高107m。设计标准为千年一遇,校核标准为五千年一遇。死水位180.00m,汛限水位216.00m,最高蓄水位224.70m,其主要作用是拦蓄滦河径流,实现跨流域供水,同时兼顾防洪、航运、养殖等。潘家口水库多年平均径流量24.5亿m3,在75%的设计保证率下,向天津市供水10.0亿m3,向河北省供水9.5亿m3,为一不完全多年调节的水库。该工程1980年机组并网发电,1983年开始向天津市供水,1984年开始向河北省唐山市供水,通过近20年的运行,在丰水和平水年份通过水库的调蓄,供水保证率达百分之百。在连续特枯年份1999年和2000年出现严重的供水不足,影响水库效益的发挥。

二、浮动潘家口水库汛限水位的必要性

1、目前,我国北方地区水资源短缺不断加剧,如何利用现有水利工程增加蓄水量已显日趋重要。潘家口水利枢纽自1980年投入运用到1997年累计弃水144亿m3,年平均弃水量8.4亿m3,而1998年~2000年平均缺水量8.0亿m3。2000年潘家口水库动用死库容向天津市供水,造成水库损失较大的经济效益。

2、滦河水量年际及年内变化差异大,根据潘家口水文站1929年以来的水文资料年际最大来水量71亿m3,最小来水量仅为3.6亿m3,相差近20倍,而年内潘家口水库70%以上的来水量集中在汛期6~9月份。

3、潘家口水库兴利库容较小,仅为19.1亿m3,不能发挥完全多年调节。

鉴于此,需研究潘家口水库抬高汛限水位,增加蓄水量以确保枯水年发挥更大的经济效益和社会效益。

三、浮动潘家口水库汛限水位的可能性

汛限水位为水库工程在汛期未发生洪水运行水位的上限值,一般在洪水入库前,水库水位不得超过此水位。在水库调洪运用后,必须降至汛限水位。但随着科学技术的发展,水库防洪非工程措施的建设及洪水预报水平的不断提高,汛限水位将不再是一成不变,在确保工程安全的前提下,可采取预泄调度,暂时超蓄调度等方法浮动汛限水位。

四、依据防洪非工程措施浮动汛限水位

1、潘家口水库防洪调度决策支持系统

此系统将中长期水文预报、短期洪水预报、实时修正技术、优化调度理论以及数据库理论相结合,充分利用所能够得到的各种信息和临时出现的新信息,不断更新调度方案,进行实时优化调度。该系统注重实际洪水调度,对各阶段的来水进行保证率分析,解决潘家口水库汛前水位控制及洪水期潘家口、大黑汀两水库的洪水调度,进行各种洪水调度方案的风险分析、合理化分析及效益分析,使汛期洪水调度更加科学合理。

该系统在充分搜集水、雨情信息的情况下,根据水利工程现状及人为要求的各种控制条件,自动生成各种调度方案,并进行优化和风险分析供防办人员进行决策。

2、洪水预报系统

目前,潘家口水库已建成新安江二水源模型和新安江三水源模型的洪水预报方案,预报精度均达到二级,并分别荣获海委科技进步一等奖和水利部全国水文预报竞赛优秀奖。

新安江三水源模型应用的基本情况:

(1)潘家口水库实时预报系统

1)以现有的水文站控制范围,将流域分成几块,其中包括水文站之间的区间流域。分块的主要目的在于考虑块与块之间因地形、地质和下垫面等条件不同而模型参数的不同。

2)对于每一块再从中细分若干个单元,以考虑降雨分布不均匀的影响及上下不同单元洪水向下游传播在汇流时间和洪水削减不同的影响。

3)对于每一单元,应用三水源新安江流域模型作降雨、蒸发、土壤含水量、水源分配和消退以及单元河网、河槽汇流等一系列分析计算。

4)采用几年历史资料对于每一块应用该模型来推求其有关参数,在调试达到一组最佳参数的条件下,可获得历年汛期连续洪水或场次洪水实测与计算的拟合成果。

预报系统根据其在数据库中寻找到的有关信息自动计算出潘家口水库入库洪水预报结果,随着降雨过程的延续,不断的滚动预报,直至降雨结束。

(2)洪水预报方案预见期

潘家口水库以上滦河流域的暴雨中心在潘家口~李营~下板城一带,潘家口水库洪水大部分是由柳河、老牛河、瀑河及潘家口库区洪水迭加而成。

小洪水时,洪水的预见期较大,洪峰流量推进的速度也较慢。大洪水时预见期则较短,洪峰推进速度较快。

(3)洪水预报方案精度

根据实测历史洪水资料对预报方案的整体精度进行评定,统计结果表明,预报的洪峰合格率70%,一日、三日、五日洪量合格率均为88%,峰现误差1~2小时,预报精度达到了部颁水文预报规范中规定的乙级标准。

3、水、雨情遥测系统采集

目前,潘家口水库坝址以上建有雨量站点28个、水文站7个、报汛站9个、雨量遥测站点22个,基本上控制了滦河较大支流水情变化情况。当流域内有降雨发生时,各站点的水、雨情通过广域网传递到水库调度部门,通过自动译电系统经过译电后的水情数据自动进入数据库,供调度、预报系统调用。

4、天气监测系统

目前,潘家口水库已建成气象卫星信息地面接收系统和自动处理系统,实现全天侯不间断气象信息接收和处理,安装了气象彩色卫星云图自动接收处理系统,并开展中长期及短期天气预报,其中短期预报的精度达90%以上。

5、水、雨情自动译电、查询系统

目前,潘家口水库已建成水、雨情自动译电、系统,该系统主要将水库上游各水文站及水、雨情测报站点传递的水、雨情信息通过广域网利用建立的自动译电、查询系统将水、雨情数据全部实现自动翻译、纠错、查询并自动进行洪水预报系统。

五、浮动汛限水位分析

浮动汛限水位建立在依靠防洪非工程措施上,故此,采用“五不变”原则:

(1)不改变水库原有各种功能

(2)不降低水库及下游防洪标准

(3)不新建其他防洪工程

(4)不改变设计洪水

(5)不增加淹没损失

1、下游防洪能力的确定

滦河下游小埝采用设计流量5000m3/S,校核流量7000m3/S。滦河大堤最大行洪能力25000m3/S。

2、洪水预见期的确定

根据短期洪水预报的精度,预见期一般采用9个小时,根据天气预报的精度,洪水预见期一般采用1~2天。(决策支持系统;水雨情遥测系统;自动译电、查询系统可有效缩短预报作业的时间,提高洪水预见期的保证率。)

3、调洪计算方法

在不增加下游洪涝损失和不增加上游淹没损失的前提下,根据水文预报预见期和天气预报预见期对潘家口水库设计洪水进行调洪演算。

调洪结果:

根据洪水预报的预见期,50年一遇洪水,潘家口水库汛限水位可抬至218.70m,500年一遇洪水,潘家口水库汛限水位可抬至219.50m。

根据天气预报的预见期,50年一遇洪水,汛期水位可抬至219.60m,500年一遇洪水可抬至219.55m。

六、结论与意见

根据计算结果,考虑洪水预报的误差,潘家口水库浮动汛限水位至218.00m,水库安全是有保障的。如果考虑天气预报浮动汛限水位的余地则更大,由于天气预报的精度较洪水预报的精度有一定差距,现阶段可暂时不考虑。

汛期洪水来临之前,潘家口水库保持218.00m,降水开始洪水预报马上投入运行,根据入库洪水流量预报,马上进行洪水预报调度,尽可能降低潘家口水库水位。洪水过后,根据长期预报,判断有无大的降雨过程,如没有,超蓄水量可通过机组发电下泄使库水位降至218.00m,如有大的降雨过程,将根据降雨情况加大泄量,将库水位尽快降至218.00m或216.00m。

汛期浮动汛限水位2.0m运行,当年可多增加蓄水量1.2亿m3,多年平均增加75%设计保证率供水量0.4亿m3,在目前水资源严重短缺的今天,尤其是对出现枯水年组对抬高水库的供水能力将起到重要作用。

水库管理论文范文篇5

长潭水库位于广东省梅州市蕉岭县石窟河长潭峡谷段中,坝址以上集水面积1990km2。水库百年设计洪水位151.5m,万年校核洪水位156.0m,正常高水位148.0m,汛期控制水位144.0m,发电极限水位134.6m,总库容1.69×108m3,属季调节水库。随着国民经济的飞速发展和国家对水利水电建设的日益重视,流域内近年来先后修建了若干中小水库,600×104m3以上的水库四宗,分别为①东留水库:集水面积为233km2,总库容为2380×104m3,按五十年设计,五百年校核;②石磺峰水库:集水面积为637.4km2,总库容为3220×104m3,按五十年设计;③下坝水库:集水面积为1100km2,总库容为2295×104m3,按五十年设计;④竹岭水库:集水面积为558km2,总库容为620.4×104m3,按五十年设计。以上四个水库,集水总面积为1891km2,占长潭水库集水面积的95%。

中小水库的建设对当地国民经济发展发挥了一定的作用,但这些中小水库设计标准相对较低。当流域内发生较小洪水时,各中小水库将拦蓄部分洪水以满足当地工农业生产和生活用水的需要;当流域内发生大洪水时,各中小水库为了自身安全将开闸放水;当发生超标准洪水时,某中小水库可能发生溃坝。所有这些事件的发生都将对长潭水库的防洪和安全运行产生影响。因此,研究上游中小水库的洪水行为对长潭水库设计洪水调度的影响,对确定长潭水库运行原则有着重要的意义。

2典型洪水频率分析计算

流域内修建中小水库后,使流域的产汇流特征和水力条件发生了很大的变化。中小水库一方面增加了长潭水库防洪能力,但其调度的随意性却在一定程度上增加了长潭水库调度的难度,对长潭水库的防洪与水资源的综合开发利用具有一定的影响。为了提高水库的综合效益,针对长潭水库的实际情况,对重现期T=20~30(P=5%~3.33%)年间的洪水进行了系统研究。由于各中小水库所在断面无P=5%~3.33%的洪水流量过程,故由暴雨过程经流域水文模型产汇流计算推求出其洪水过程;用典型地区组合同倍比放大组成地区洪水;然后分别对各部分洪水进行河道演算,逐级演算至长潭水库后将其线性叠加,推求出长潭水库的入库洪水过程;对长潭水库入库洪水过程进行调洪演算,推求出该重现期考虑上游中小水库影响下的长潭水库设计洪水调度成果[1]。长潭水库不同频率的设计洪水过程直接采用广东省水利电力勘测设计研究院1995年11月研究的(《广东省长潭水电站水库洪水复查报告》中成果,见图1。

2.1典型洪水选取

选取典型洪水的原则是既能满足设计洪水对典型洪水的要求,同时还能代表流域内洪水地区组成的特点。由历史资料分析后认为,1983年6月发生过的一场洪水(洪峰流量Qm=3281m3/s)大体上能满足上述条件。故选取该场洪水作为典型洪水。

2.2典型洪水暴雨资料

按照天然流域划分方法将长潭水库坝址以上流域分为东留、东留~石磺峰、石磺峰~下坝、竹岭和长潭区间5块单元面积。每块单元面积上选取3个雨量站,用加权平均法推求出每块单元面积上的面雨量。

2.3由暴雨资料推求洪水过程

长潭水库坝址以上流域地处南方湿润地区,气候温和,雨量丰沛,由暴雨资料推求洪水过程选用在湿润和半湿润地区广泛应用且行之有效的三水源新安江模型。模型的结构及计算方法大家都熟知,在此不再赘述[2]。根据1983年6月14日8时~6月18日8时暴雨资料经流域水文模型产汇流计算推求出其进入长潭水库的洪水过程,见图2。

3水库调洪演算

根据长潭水库水量平衡方程、水库调度原则和入库洪水过程经调洪演算,推求出水库下泄过程和各特征水位。

3.1不考虑上游中小水库影响

不考虑上游中小水库的影响(天然情况,下同),分别对不同频率的设计洪水进行调洪演算,成果见表1。

3.2考虑上游中小水库影响

当流域内发生P=5%~3.33%洪水时,上游中小水库将拦蓄部分洪水,具有一定的调蓄作用。为了考虑其调蓄作用对长潭水库调洪演算的影响,将1983年6月发生的洪水进行同倍比放大后得到P=5%~3.33%长潭水库洪水过程。分别按汛限水位144.0m保持不变和将汛限水位分别提高到144.5m、145.0m进行调洪演算,成果见表2。

3.3上游中小水库发生溃坝

当流域内发生P=0.1%洪水时,根据上游中小水库的设计标准,认为下坝、竹岭、石磺峰和东留四个中小水库全部发生溃坝;当流域内发生P=0.5%洪水时,认为下坝、竹岭和石磺峰三个中小水库发生溃坝,东留不发生溃坝。将长潭水库设计洪过程水和各水库溃坝进入长潭水库的洪水过程叠加后进行调洪演算,成果表3,有关溃坝洪水的分析计算将另文讨论,不再赘述[3]。各水库计算的溃坝洪水过程见图3。

4成果对比分析

4.1不考虑上游中小水库影响

不考虑上游中小水库影响的长潭水库调洪演算成果对比见表4。从表中可见,P=0.1%最高库水位计算值比修改初设低了1.36m;P=0.5%最高库水位计算值比修改初设低了0.13m;P=1%最高库水位计算值比修改初设高了0.56m;P=3.33%最高库水位计算值比修改初设低了0.02m;P=5%最高库水位计算值比修改初设高了0.25m。P=0.1%最高库水位计算值比1995年复查低了0.14m;P=0.5%最高库水位计算值比1995年复查高了0.68m;P=1%最高库水位计算值比1995年复查高了0.22m;P=3.33%最高库水位计算值比1995年复查高了0.28m;P=5%最高库水位计算值与1995年复查相同。由此可见,不考虑上游中小水库影响的长潭水库调洪演算成果总体上与1995年复查成果相比差别不大。

4.2考虑上游中小水库影响

考虑上游中小水库影响的调洪演算成果对比见表5。从表中可见,当长潭水库汛限水位为144.0m,P=3.33%和P=5%时,考虑上游中小水库影响的最高库水位比不考虑上游中小水库影响的最高库水位分别低了0.20m和1.19m;当长潭水库汛限水位为144.5m,P=3.33%和和P=5%时,,考虑上游中小水库影响的最高库水位比不考虑上游中小水库影响的最高库水位分别低了0.07m和0.71m;当长潭水库汛限水位为145.0m,P=3.33%和P=5%时,考虑上游中小水库影响的最高库水位比不考虑上游中小水库影响的最高库水位分别低了0.02m和0.26m;当长潭水库汛限水位高于145.0m时,P=3.33%时的洪水位将超过水库相应标准的设计水位。

4.3上游中小水库发生溃坝

上游中小水库发生溃坝的调洪演算成果对比见表6。从表中可见,P=0.1%上游中小水库发生溃坝的最高库水位比修改初设、1995年复查和本次计算的最高库水位分别提高了4.20m、5.45m和5.59m(水位157.73m是按水库调度原则进行调洪演算至25个时段时的值,实际上调洪演算至23个时段时,水库水位已达156.68m,超过千年一遇的校核水位0.68m);P=0.5%考虑上游中小水库发生溃坝的最高库水位比修改初设、1995年复查和本次计算的最高库水位分别高了3.58m、4.39m和3.71m。

5结论与建议

根据计算成果和上面的对比分析知,流域上游中小水库的建设对长潭水库的防洪和安全运行将产生一定的影响,影响程度视洪水发生大小各异。

水库管理论文范文篇6

1引水工程形式分析

1.1从水库放水洞引水

该县水库放水洞多采用有压涵管、有压涵洞、无压涵洞等几种形式,为充分利用水库水位压力发展自压供水,不同形式放水洞的水库自压引水应采取不同的工程技术措施。

1.1.1有压涵管或有压涵洞自压供水

从水库放水洞有压涵管或有压涵洞引水进行自压供水,应以不影响水库调洪和其它方面的供水,且压力不超过原设计压力为原则,把放水洞出口进行改造,安装三通管进行供水分流,并分别安装闸阀或阀门,以满足不同的供水要求。

1.1.2无压放水涵洞自压供水

无压放水涵洞是设在水库放水闸下游的无压放水廊道,廊道多为拱形,断面较大,水库放水时,廊道内水流为自由出水,无有压力。从这种形式的放水洞内进行有压引水,需在放水涵洞内安装压力管道,其压力管铺设有两种形式:一种是将压力管道直接接到放水洞入口,原放水洞闸门即为压力管总闸,接头预埋钢筋用混凝土或浆砌石固定,不得渗漏。这种方法即把原无压放水涵洞改为有压放水涵管,放水涵管按所用材料分钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、PVC塑料管、PE塑料管,不论采用何种管材,均应严格按操作规程施工,并加以保护。优点是不受水库水位的限制,施工条件较好,是水库自压供水较理想的连接方式。另一种是把压力管在洞内局部布设,在原放水洞水闸一侧直通水库,取水不受原放水洞闸门控制,此法缺点是放水洞放水时易冲刷洞内压力管,安装时应搞好管道固定,施工难度大,且受库内水位限制,只能降至一定水位时方可施工,这种接法一般不宜采用。

1.2破坝引水

破坝引水需对坝体进行大开挖,然后安装有压管道进行自压引水,这种方法需要破坏坝体,施工难度大,造价高,还有可能危及大坝安全,一般情况下不宜采用。

1.3倒虹吸引水

倒虹吸引水可把虹吸管埋设于坝坡下面,不需大范围破坝,施工较简单,可缩短工期,节约投资,但需要抽真空设备,运行管理要求严格,对管材质量要求也较严格,其安装高度需经严格的水力计算。

2引水系统首部设计应注意的问题

自压引水系统首部设计包括取水头部设计、引水管道计算、引水口安装高度,对倒虹吸管引水系统还应计算倒虹吸管的安装高度及抽真空设备的计算和选择等。

2.1取水头部的设计

取水头部是取水工程的组成部分,主要作用是防止浮漂物等吸入管道,运行中最大问题是防止泥砂淤积和杂草阻塞。取水头部形式很多,而作为水库自压取水的取水系统应是构造简单,安装方便,易于检修,使用效果较好的取水头部。

取水头部应设在足够的水深处,且底层进水孔下缘距水体底部不得小于1.0m,进水孔上缘在设计最低水位下的淹没深度,顶部进水时不小于0.5m,侧面进水时不少于0.3m,虹吸管和倒虹吸管进水时不小于1.0m。设计时取水头部进水孔流速不宜过大或过小,水库引水进水孔流速一般取0.2m—0.6m/s。

2.2引水管道计算

引水管道计算包括管道直径的选择和水头损失的计算,设计时管道直径应由流速确定,还要兼顾水头损失综合考虑,自流管管内流速,一般不小于0.6m/s,虹吸管管内流速,一般为1.0—1.5m/s,最小不宜小于0.6m/s。

2.3引水口安装高度

引水口安装高度不仅应满足下游用水系统的水压要求,还应满足取水头部安装尺寸要求,并且要结合水库水位和人畜饮水、工业供水和节水灌溉的设计保证率(一般为95%)综合考虑,合理确定供水范围、引水流量和引水口安装高度。

2.4倒虹吸管引水系统计算

倒虹吸管除应计算管径及进水口安装高度外,还应计算管顶最大允许安装高度和启动系统的计算和选择,倒虹吸管的启动一般采用真空泵抽真空充水启动。

2.5取水首部设计应注意的其它问题

2.5.1所选管道应经济耐用,系统不漏水、漏气,管路应固定,接口要牢固。

2.5.2不能影响大坝的安全,对倒虹吸管应采取一定的措施,防止水位过高时,水流沿管壁渗漏危及坝体安全。

2.5.3取水系统的选择应进行技术经济比较合理选用。

2.5.4不同供水系统对水质有不同的要求,要根据要求安装过滤设备。

2.5.5为充分利用水库水压,必要时在用水系统安装管道加压泵,以便在水压达不到要求时用来增加管道压力。

2.5.6引水系统首部设计时,应进行地基承载力和管道(或涵洞)压力校核。

3设计与应用实例

3.1黄崖水库低压管道灌溉工程取水系统首部设计及应用

位于费县大田庄乡的黄崖水库为小(一)型水库,总库容186万m3,兴利库容131.5万m3,设计灌溉面积266.6hm2,放水洞为无压隧洞,底高程162.4m,设计流量为2.5m3/s,放水洞长度51m,该水库灌区由于灌水方法落后,渠系配套差,浪费水极为严重,水的有效利用系数不足0.4,不能满足日益发展的农业灌溉需要,1999年9月实施自压低压管道灌溉工程措施,设计引水流量0.3m3/s。不同材料、不同取水方式计算成果列表如下:黄崖水库自压供水不同管材及取水方式计算成果表.

由上述计算成果经经济技术分析,采用了施工简单、造价低的不用原放水闸控制将UPVC塑料管沿原放水洞一侧入库的工程方案,并在引水口安装了箱式取水头部,其水压、安装高度均符合要求,运行状况良好。

3.2高家围子自压供水首部系统

高家围子水库为小(一)型水库,位于方城镇境内,总库容237万m3,其中兴利库容139.5万m3,1998年在该水库建成自压供水水厂,向该镇及周围村庄供水,由于该水厂的供水范围扩大,水厂需扩建,并需要对水库无压放水涵洞进行改造,经过技术经济分析,拟采用Φ800钢管混凝土承插管,直接与原放水闸底座连接的方案,在涵管进出口预留钢筋,用以与原放水闸和出口三通管连接,承插口对接后在接缝内浇筑环氧树脂砂浆。

3.3后楼水库自压供水首部系统

后楼水库位于汪沟镇境内,总库容296万m3,其中兴利库容134万m3,放水洞为钢筋混凝土压力涵管,在进行自压供水改造时,把涵管出口进行处理,露出原有涵管钢筋,焊接钢筋并浇筑混凝土三通管,在三通管出口分别安装了蝴蝶阀和闸阀,达到了工程设计要求,满足工程运行需要,效果良好。

参考文献:

1、杨天·节水灌溉技术手册·第1版·北京·中国大地出版社·2002

2、水利部农村水利司编·供水系统设计·第1版·北京·水利电力出版社·1995

水库管理论文范文篇7

陕南山区河流来水来沙有别于北方多沙河流,其特点是,含沙量较低,推移质泥沙占的比例大,水资源丰富。数十年来,在陕南山区河流上修建了众多的中小型水库,这些水库为当地工农业生产带来巨大的促进作用,但随着水库蓄水运用时间的增长,水库淤积问题越来越明显,个别水库甚至面临淤满报废的危险。所以对水库排沙运用的要求越来越高。多年来我们在陕南商州市南秦水库和二龙山水库开展了长期的不同形式的水库排沙运用,积累了较丰富的经验,对陕南乃至全国山区中小型水库排沙运用具有重要的推广和参考意义。

2南秦水库排沙运用

南秦水库位于南秦河中下游,距商州市9km,主河长44km。水库总库容1019万m3,其中有效库容490万m3。库区原河床平均比降6.4‰,控制流域面积453km2。水库库区平均宽度仅140m,属于典型的山区河道型水库。水库于1974年5月建成,1977年开始蓄水运用。坝高29m,水库左坝肩设泄洪排沙隧洞,洞径2.5m,进口底坎高程98m(原河床高程95m),平洞流量14m3/s,最大泄量110m3/s。水库多年平均来水量1.62亿m3,平均流量5.14m3/s,常流量1m3/s。多年平均悬移质输沙量53.3万t,根据库区淤积物分析,推悬比为1∶1。汛期6~9月水量和沙量分别占全年的55.4%和92.9%,入库最大含沙量达200kg/m3。南秦水库运行到1979年,库区淤积泥沙121万m3,到1983年,淤积泥沙299万m3,1982年以前库水位较低,平均在110m左右,淤积形态为锥体,有效库容淤损52%,预计水库寿命将在2000年前告终。为了恢复有效库容,延长水库使用寿命,于1984年汛末进行了水库泄空排沙试验,冲走原淤积泥沙100万m3,使库容恢复到1980年水平。通过泄空冲刷,形成了一条延伸至库尾的主槽,近坝段冲刷主槽边岸直立,以大块坍塌的形式向两岸展宽。实践证明泄空排沙效果显著[1,2]。1992年水库淤积量又回升到367万m3。该时期库水位一般在114~116m之间,水库淤积具有三角洲和锥体双重淤积形态。1993年水库再度泄空冲刷,冲走淤积物118万m3,在距坝1.8km以内形成明显的主槽,主槽宽度达到100m左右,滩槽差在4~6m之间。通过1994年淤积测量,部分河段冲刷主槽已发展到两岸,淤积泥沙基本上已全部排出库外,但也有部分河段在岸边留有死滩,这是由于冲刷期来水量偏少,属于枯水年,主汛期平均来流量没有超过5m3/s,最大流量为70m3/s,且次数少历时短。实践证明排沙量与来水量成正比,来水量愈大排沙效益愈好。图1为不同时期库区淤积纵剖面,图2为横断面冲淤形态。水库冲刷时,出库泥沙中有大量的10~50mm的卵石,是库区中部和尾部的推移质淤积物。泄空冲刷使床沙粗化,冲刷后滩槽的床沙组成有非常大的差别,见表1。

南秦水库除采用泄空冲刷外,多年来坚持汛期异重流排沙,平均约排泄40%的入库悬移质泥沙。通过以上两种形式的排沙,南秦水库可以保持70%的库容长期使用。

表1南秦水库库区床沙组成百分数(粒径单位:mm)

BedLoadcompositionofNanqingReservoir

--------------------------------------------------------------------------------

断面

位置

d>75

75<d>50

50<d>20

20<d>10

10<d>5

5<d>2

2<d>1

d<1

--------------------------------------------------------------------------------

P1

滩面

100

冲槽

2.4

2.2

6.2

18.0

71.2

P3

滩面

2.0

98.0

冲槽

2.0

4.2

6.8

24.6

62.4

P5

滩面

4.0

96.0

冲槽

11.0

13.4

13.5

24.5

37.6

P6

滩面

0.4

9.6

90.0

冲槽

15.1

22.2

22.0

7.5

2.8

10.0

20.4

P7

滩面

1.0

2.5

12.0

84.5

冲槽

16.7

25.6

13.8

9.8

6.3

9.5

18.3

P8

滩面

0.5

1.25

1.25

10.0

87.0

冲槽

28.0

11.7

13.6

7.9

4.7

5.7

11.5

16.9

P9

滩面

14.2

11.2

10.3

6.6

5.9

15.1

36.7

冲槽

32.0

10.0

31.0

6.7

6.1

2.6

3.7

7.9

--------------------------------------------------------------------------------

3二龙山水库排沙运用[3,4]

二龙山水库位于丹江上游,距商州市约5km,水库总库容8100万m3,有效库容3800万m3,是一座以防洪、发电为主,兼有灌溉、养鱼等综合利用的中型水库,水库于1975年正式蓄水运用。库区原河床比降3.7‰,流域内有麻街河(丹江干流)和板桥河支流。麻街河长43km,设有麻街水文站,控制流域面积326km2。板桥河长48km,设有板桥水文站,控制流域面积493km2。水库总集水面积965km2。坝址原河床高程708m,大坝坝顶高程771.7m,溢流坝坝顶高程765m,最大泄量1390m3/s,发电引水隧洞直径4m,进口底坎高程740m,电站总装机3×1250kw。泄洪排沙底洞断面尺寸2m×2.8m,进口底坎高程723.75m,最大泄量133m3/s。水库回水长度11km。

水库运用以来,按1975~1990年水文资料统计,多年平均入库径流量2.13亿m3,平均流量6.75m3/s。多年平均悬移质输沙量71万t,推移质输沙估算量为15万t,推悬比约为1∶5,入库推移质以粗沙为主。6月下旬至8月份多暴雨,洪水陡涨陡落,是主要的产沙期。特别是每年开始一两场洪水含沙量较大。9~10月来水量大峰小,含沙量小。

二龙山水库入库洪水含沙量一般不超过100kg/m3,在回水末端容易产生分选淤积,形成三角洲淤积形态,一部分较细颗粒的泥沙以异重流形式流达坝前,形成浑水水库,为锥体淤积形态,所以,二龙山水库的淤积表现为三角洲和锥体混合淤积形态。由于运用库水位不同,三角洲的位置也随之相应变化,并且,高水位运用时形成的三角洲淤积体,在后期低水位运用时被冲刷下移,形成新的三角洲淤积体。

二龙山水库从建库到1986年4月,淤积泥沙754万m3,其中有效库容淤积348万m3,死库容淤积393万m3。为了减少有效库容的淤积,从1986年开始运用水位有所降低,汛期限制水位逐步由原来的762.5m降低到760m,到1990年10月,平均运用水位756.8m,淤积部位随之降低,并且753m高程以上普遍发生冲刷,形成30~50m的冲刷主槽,最大冲深达到3m多,冲刷的泥沙堆积在753m高程之下,该时期淤积的142万m3泥沙,主要淤在死库容内。这说明二龙山水库一旦泄空冲刷,冲刷效果将是非常理想的。

二龙山水库按照蓄清排浑运用方式,汛期利用异重流、浑水水库进行排沙,有效地减缓了水库的淤积。1991年汛期,西北水科所专家在二龙山水库进行排沙试验,7月26日晚发生当年第一诚大洪水,板桥站最大流量48.4m3/s,最大含沙量40.2kg/m3,两河入库总水量110.5万m3,总沙量1.04万t,平均含沙量9.4kg/m3,形成异重流。由于采用异重流报警器报警,水库及时排沙,历时3小时,测得出库最大含沙量127kg/m3,平均含沙量81.3kg/m3,为入库平均含沙量的8.65倍,排沙耗水量17.8万m3,排沙量1.45万t,排水比仅为16.1%,排沙比却高达139%。这说明二龙山水库利用异重流、浑水水库排沙,效果是非常显著的,可以减缓水库淤积,减少泄空冲刷次数,有利于水库效益的发挥。

4泄空冲刷时机

泄空时机原则上应选择在对兴利影响最小、排沙效果最大的时候。春汛泄空排沙效果较好,但影响后期用水。汛初泄空对兴利影响小,排沙效果也好,是泄空排沙的一个有利时机,但对卵石推移质为主的河流,遇大洪水会将大量卵石带入库内,形成抗冲层。汛期洪水峰高、量小、历时短,冲刷效果也不理想。汛期末洪水峰小、量大、历时长,有利于泄空冲刷,是排沙的一个有利时机,但有时会影响后期蓄水,要选择秋雨多的年份泄空冲刷。只要排沙时机选择的好,排沙历时就不需要太长。南秦水库1984年汛末4天冲刷了72万t泥沙,约为年平均淤积量的2.5倍。

5结语

南秦水库和二龙山水库同在陕南商州市境内,都是防洪、发电、灌溉、养鱼的综合利用水库。二龙山水库推移质来沙相对较少,排沙任务以悬移质为主,可充分利用异重流、浑水水库排沙,降低排沙的水量,减缓水库淤积,必要时进行泄空冲刷。南秦水库推移质来沙量大,推移质泥沙不能靠异重流排除,除异重流排除部分悬移质外,主要靠多年一次的泄空冲刷来恢复库容,使水库保持一定库容长期使用。这两座水库在陕南乃至我国南方山区河流中小型水库中具有很大的代表性,其成功经验具有很大的参考价值。

参考文献

[1]陈景梁,赵克玉。南秦水库排沙运用的研究。泥沙研究,1987,(1).

[2]陕西省水利水土保持厅。水库排沙清淤技术。水利电力出版社,1989年。

水库管理论文范文篇8

据统计,1985年中央直属老水库的移民人均纯收入在温饱线以下的占80%以上。经过扶持加强基础设施建设,到1999年有69%的移民人均纯收入超过温饱线,95%的移民已达到或超过当地县农村平均收入水平。地方所属的老水库,大部分地区结合本地实际制定了所属水库的移民遗留问题处理政策。有的从各水库水电站的供电、供水中提取移民扶持资金,有的从地方财政、计划等部门专列移民资金,还有的从全地区的电网中附加移民扶持基金等等。各地通过出台各种移民扶持政策,使地方水库的移民遗留问题正在逐步得到解决。

老水库移民当前存在的主要问题

1库区人多地少矛盾突出,缺粮问题十分严重。据调查,还有相当多的老水库移民人均占有耕地在0.03hm2以下,而且土地瘠薄,水利设施差,粮食产量低,移民缺粮问题十分严重。

2基础设施条件差,生存条件仍较恶劣。移民安置地大多数处于自然条件很差的库区、山区,扶持资金投入和解决问题的程度有限,还有相当一部分移民的饮水、交通、用电、儿童上学、移民就医和住房等生存的基本条件仍没有得到解决。

3移民安置区自然灾害频繁,抗御能力脆弱。由于移民安置区大部分位于自然条件较差的库区、坡地或沟壑低洼地区,自然灾害十分频繁。

4移民区经济发展缓慢,移民与非移民收入差距逐步拉大。中央直属老水库移民1992年至1999年人均收入年均增长11.8%。而同期全国农民人均年收入年均增长16.0%。水库移民与非移民的差距不是缩小而是进一步加大了。

5移民安置区水土保持与生态系统保护差。长期以来,由于移民安置存在“重经济建设,轻环境建设”的倾向,安置区存在过度开发或用不适当方法开采资源,资源的数量和质量不断下降,开发利用条件越来越恶劣。土壤板结、森林覆盖率和地表植被覆盖率下降、水土流失、小气候恶劣、土壤沙漠化等严重的生态系统问题,严重地影响着移民所在地区的经济可持续发展和移民的长远利益。

水库移民遗留问题处理规划目标及总体思路

1水库移民遗留问题处理的总目标

在“十五”期间,水库移民遗留问题处理的总目标是:解决贫困移民的温饱问题,创造移民安置区经济可持续发展的基础条件,移民安置区水土保持与生态系统建设取得阶段性进展。

2水库移民遗留问题处理的总体思路

(1)在提高移民经济收入方面,主要通过外迁安置、土地调整、转移富余劳动力、发展移民小城镇经济以及发展移民庭院经济等方式,解决移民口粮不足、收入低下的问题。

(2)在创造移民经济可持续发展基础条件方面,一要继续加强移民安置区基础设施建设,同时,更要重点增强移民抵御自然灾害的能力,提高移民生产技能,特别是特殊性生产技能,调整移民安置区产业结构与产品结构。

(3)在筹集移民遗留问题处理所需资金方面,既要增加中央对移民遗留问题处理的投入,更要争取地方政府增加对移民遗留问题处理的投入,激发移民群众自力更生、艰苦创业的精神,同时也要设法从资本市场等其他途径筹集资金,扩大资金来源渠道。

(4)建立移民社会化服务体系,大力推广农业实用技术。现有的移民产业结构是以资源依托型的种养业为主,而且种养品种单一,优质产品少,市场竞争力弱,产品价格易受市场因素影响,移民收入不稳定。因此,大力改良和推广优良品种,采用新技术,是调整产品结构和增强库区农业产品竞争力的主要途径。同时,由于移民缺少信息,产品缺少市场营销网络,移民参与市场经济的交易成本太高,使移民经济的发展较缓。因此,以技术推广、市场营销与中介为主的移民社会化服务体系的建设,可以帮助移民降低产品成本,降低市场和技术风险对移民经济的影响。

(5)移民生产开发要以改造低产田、调整产业与产品结构、发展畜牧水产养殖业、增加产品技术含量、提高农产品质量和提高移民生产技能为主;开发资源(特别是水土资源)要以生态系统保护与建设为基础;对确实没有环境容量的移民安置区要适当进行土地资源调整,没有土地资源调整条件的应考虑在本省范围内适当外迁,使人口、资源、环境协调发展;要积极发展以种养业产品为原料、以公司带农户的产业化经营,促进农产品的转化增值,促进产业结构的调整。

(6)鼓励与支持发展移民小城镇和移民迁入小城镇,转移移民富余劳动力,拓宽移民就业空间,增强小城镇对移民经济的带动与辐射作用。

(7)以体制创新和管理创新为突破口,积极稳妥地探索增加移民收入的新路子。支持移民发展以资本为纽带、符合我国产业优先发展领域的股份合作制企业、私营企业与民营企业。

水库移民遗留问题处理的保障措施

1建立精干、稳定的移民管理机构

现有的处理水库移民遗留问题组织机构大多数是临时性的,机构人员无正式编制,管理经费无正常渠道,管理权威不够,移民干部思想不稳定,而且干部的业务素质尚待提高。这种状况很难适应繁重的移民工作需要,亟待加以解决。因而要保证“十五”期间水库移民遗留问题处理规划的实施,移民机构应纳入各级政府机构系列,配备正式编制人员,并尽可能选拔政治水平高、业务素质好、懂技术、会管理、责任心强、有开拓创新精神的干部参与管理;授予移民机构具有行政管理职能和必要的权限,并给予足够的管理经费保证。

2移民安置区经济发展规划应纳入当地地方经济发展规划

移民中的贫困人口是地方贫困人口的一部分,是国家八七扶贫攻坚计划的一部分。因此,地方经济发展的各项方针政策措施应同样适用于移民的发展,各项扶贫的方针政策,贫困移民应同样享受,不能搞差别待遇。

3落实各项移民优惠政策

国家已把库区与少数民族地区、深山区、高寒山区等列为扶贫工作的重点。国家安排支农、扶贫资金和交通、文教、卫生等项经费要充分考虑到水库移民。属于水库移民遗留问题处理范围的老水库移民,也要同样享受国务院的《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》中有关移民的优惠政策。地方各级政府在建设移民小城镇,技术推广示范、信息服务、库区经济产业化等方面要给予一定的政策鼓励与扶持。

4要加大投入,切实保证解决水库移民遗留问题的资金需求

在解决水库移民遗留问题中,要坚持中央扶持、地方配套与移民群众自力更生相结合,多种渠道、多种方式筹集资金。除了现有的从水电站电费收入和水库供水水费外附加一定资金用于解决移民问题外,还应从水库下游防洪受益的部门和单位所上缴税的金中提取移民扶助金。“十五”计划所需资金的落实,是水库移民遗留问题处理“十五”计划目标实现的最根本保证。

5加强对水库移民遗留问题处理工作的指导

在移民经济发展、结构调整中,要适应市场、因地制宜、突出特色、发挥优势,增强信息服务、技术示范手段;要按照市场经济规律办事,加强对水库移民遗留问题处理工作的指导。

6改革资金管理制度,提高中央扶持资金使用效率

现行水库移民遗留问题处理中涉及移民的社会、经济、文教、科技、卫生等各个方面,内容繁多,中央扶持移民资金的使用性质也较复杂,而且大量的中央扶持移民资金使用是无偿的,因而在移民资金使用中存在大量的寻租行为,导致了移民资金的使用效率不高。其主要原因是,移民资金使用中没有把资金的所有权明晰给移民,不少移民机构常常是在争取资金时,夸大资金使用的效益,而当资金到位后,由于无偿使用资金,不精心运用资金,使得资金的使用效率大大低于事前的承诺。同时从中央财政到移民,中间存在诸多的环节,其效率也影响着中央扶持移民资金的使用效率。因此,“十五”期间要改革现行资金管理与使用制度,以产权制度改革为突破口,探索新的资金管理制度模式,提高中央扶持移民资金的使用效率。

水库管理论文范文篇9

我区现有各类水库68座,其中中型水库2座,小(一)型水库8座,小(二)型水库58座。这些水库为防御洪水灾害和保障国民经济建设发挥了重要作用。但由于各种原因,目前,许多水库存在着防洪标准偏低,达不到有关规范、规定要求,以及工程本身质量差,工程老化失修等问题,形成了大量的病险水库,工程不能正常运行,严重威胁着下游人民生命财产的安全或不能充分发挥其兴利效益。有些病险水库下游是重要城镇、厂矿、交通干线,位置险要。据调查统计我区目前有36座为病险水库,这些险库急需进行除险加固。

自2002年以来,省水利厅下达了分三年对我区在册的21座病险水库除险加固任务,截止2004年底,我区实际完成病险水库除险加固任务11座,仅占应完成任务的50%,资金严重不足,无专项配套除险加固资金是造成这一结果的主要原因。

由于整治资金不足,绝大多数水库缺少正常的维修改善,工程不可避免地发生老化失修,以致新的险库又不断出现。目前,仅小(一)型险库数量就比1998年增加2座,小(二)型险库增加7座。按照目前的投入水平,许多病险水库短期内仍无法得到除险加固。

2病险水库除险加固建议

为加快病险水库治理步伐,提高质量,宜从以下几个方面入手。

2.1采取多层次、多渠道融资的办法,为病险水库加固提供资金保证

病险水库加固工程投资大、周期长、社会效益显著,应以公共投入为主。按照“分级管理,分级负责”的原则,各级政府都应建立相应的专项治理资金。但是,要加快病险水库的治理步伐,仅靠政府的投入是不够的,必须建立和完善多元化、多层次、多渠道的投资体系。为此,建议根据病险水库加固的现状和各地的实际情况,采取不同的融资政策:将中型险库加固列入基建项目,由国家投资;对小(一)型险库应以国家投入为主,地方或受益区配套为辅;对于小(二)型水库的除险加固,则应以地方投资为主,国家可给予一定数量的补贴或采用以奖代补的政策。同时,结合病险水库治理,积极稳妥地搞好小型水库的产权制度改革。在防汛责任制得到切实落实的前提下,可采取拍卖、租赁、承包、股份合作等方式筹集治理资金。对病险水库在除险加固任务未完成前,尽量少建或不建新水库,尽可能将资金投向现有病险水库的治理。

2.2强化病险水库加固的前期工作,为搞好病险库加固夯实基础

搞好前期工作是保证病险水库加固进度及质量的前提和基础。为此,要做好以下各方面的工作。

2.2.1做好水库大坝安全鉴定工作1995年水利部颁发了《水库大坝安全鉴定办法》。在病险水库加固前期工作开始时,大坝安全鉴定主管部门应组织设计、施工、运行管理等方面的技术专家,严格按此办法全面准确地查找出水库存在的各种隐患,实事求是地确定水库的安全类别,科学而又有针对性地提出加固措施或建议。只有这样,才能做到有的放矢。

2.2.2委托具备相应资质的设计机构对病险水库存在的严重隐患进行探查。病险水库的某些隐患,隐蔽性强,由于没有“对症下药”,致使其历经数次处理,仍未能彻底根治。这就需要委托具备相应资质的设计机构对这些隐患进行专题调研,找准隐患部位,分析产生原因,提出处理措施。

2.2.3除险加固应与增容和恢复库容同时考虑。许多病险水库因存在安全隐患,汛期只能降低水位运行,调蓄能力大减;有些险库淤积严重,直接影响其效益的进一步发挥;有些险库,只要采取一些投资不大的工程措施,就可新增部分库容。在水库的病险得到有效排除的前提下,增容和恢复库容是提高水库自身经济效益和社会效益,解决地区水资源紧张状况的一条费省效宏的途径。据初步测算,采取除险加固和排沙减淤等措施,恢复、增加或保持每1m3库容所需投资仅是新修水库的1/5左右。因此,对水资源紧缺有增容或恢复库容潜力的病险库,即使在投资受到限制的情况下,也应一次规划,分期实施。

2.2.4除险加固应与综合利用及管理设施的改善相结合。病险水库由于修建时客观条件的制约以及建成后投入的更改、维修资金不足,普遍存在着防汛调度系统、雨水情测报系统、防汛道路及防汛物资仓库等管理设施难以满足要求的问题。病险水库加固规划时,应考虑增设防汛指挥调度网络系统及通信预警系统、水文水情测报自动化系统、大坝监测自动化系统等先进的管理设施。对不能满足需要的防汛道路及防汛物资仓库等管理设施一并予以改造。

2.2.5努力提高病险水库加固的科技含量。前期工作应思路新、起点高,广泛采用新技术、新方法、新材料、新工艺,力求体现先进性、科学性和经济性。在病险水库加固时,应通过各种途径收集这方面的信息,广泛依托科研、设计、施工、大专院校等方面的技术力量,加以推广应用。坚持加固与提高、加固与技术进步相结合,力求在病险水库治理的技术经济方面有所突破。

2.2.6除险加固前要进行效益分析。水库除险加固目的有两个:即增加水库的安全性和进一步挖掘水库自身潜力。因此,其效益主要有社会效益(防洪保安)和经济效益。防洪效益主要体现在加固后防洪标准的提高,目前常用频率分析法,即通过水库修建(加固)前后发生同频率洪水而引起下游淹没损失的比较,来计算水库的防洪效益。经济效益分析包括初估增加的蓄水量以及由此而增加的防洪、灌溉、供水、发电等效益。同时还要进行费用(包括固定资产投资、年运行费和流动资金)估算和经济效益指标(包括经济内部收益率、效益费用比和经济净现值)分析。对投资少、见效快、效益好的险库加固应优先安排实施,以此带动病险水库加固工作的大规模展开。

2.3项目实施

2.3.1强化项目管理。项目管理的核心是合同管理。在项目管理上要形成以项目法人为主体,项目法人向国家和各投资方负责,咨询、设计、监理、施工、物资供应等单位通过招标投标和履行经济合同为项目法人提供建设服务的建设管理新模式。项目法人负责按项目的建设规模、投资总额、建设工期,实行项目建设的全过程管理。项目主管单位要加强对项目法人组建、项目报建、招标投标、质量监督、主体工程开工、项目验收等各个环节的监管,严格执行基本建设程序。对以往忽视报建审批制度的现象要及时纠正。通过报建制度,可有效地预防出现“三边”工程和“钓鱼”工程,避免由此导致盲目开工、拖延工期、浪费资金等现象,保证工程建设顺利进行。

2.3.2实行招标投标制。病险水库除险加固的设计、施工、监理以及设备材料采购等,一般情况下应由建设项目法人依法招标,择优选定。在招投标活动中,要充分发挥专家库评标的作用,坚决打破地方保护和部门保护的壁垒,杜绝行政干预,严惩腐败。禁止无水利资质和低资质单位承担与其资质不相适应的项目。抓好《招标投标法》贯彻落实工作,强化招标投标各个环节管理,建立公开公平公正的市场秩序。

2.3.3落实建设监理制。项目法人通过招标方式确定监理单位后,监理单位即可进行工程现场管理,依据合同从事进度、质量、投资控制,合同管理和信息管理,协调建设各方关系。当前应杜绝监理单位超越资格等级承揽监理业务及自己施工、自己监理的现象。

2.4建立良性循环的管理机制

目前水库产权虚置、管理不善、责任不落实的现象较普遍。为防止出现一边除险、一边出险,旧帐未还、又添新帐的被动局面。病险水库加固后,应从以下几方面入手建立良性循环的管理体制。

首先要尽快建立起适应市场经济运行的责权明确、管理科学的水库管理新机制。在病险水库加固工程建设之初应确定实行建设与管理统筹结合的新型建设管理体制。投资多元化、产权明晰化、供水供电价格商品化、水库服务有偿优质化,增加现有水库管理经费,逐步实现良性运营。其次要加强对水库调度管理人员的培训,提高管理人员素质及水库调度水平。三是建立并严格遵守水库管理的各项规章制度及细则,使其早日走上科学化、规范化的轨道。四是积极利用自身优势,大力开发水土资源,以开发促发展,以发展促管理,逐步建立适应市场经济的良性管理运行机制。

3结语

(1)根据病险水库的不同类别及“分级管理,分级负责”的原则,国家采取不同的融资政策,建立和完善多元化、多层次、多渠道的投资体系,为病险水库除险加固提供资金保证。

(2)做好水库大坝安全鉴定工作。委托具备相应资质的专业机构对病险水库存在的严重隐患进行探查,进行准确的效益分析。加固规划时应与增容和恢复库容同时考虑,与综合利用及管理设施的改善相结合,以及广泛采用新技术、新材料、新工艺,从而强化病险水库加固的前期工作。

水库管理论文范文篇10

目前,我国的水库调度主要是围绕防洪、发电、灌溉、供水、航运等综合利用效益所进行的。依据水库既定的水利任务和要求而制定的蓄泄规则,就是我们通常所说的水库调度方式。长江流域现行水库调度方式主要分为两大类,即防洪调度与兴利调度。防洪调度的主要任务是确保水库大坝安全和处理防洪与兴利的矛盾。对不承担下游防洪任务的水库而言,防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下,充分发挥水库兴利效益;对承担有下游防洪任务的水库,防洪调度的主要任务,是在确保水库大坝安全的前提下,处理好防洪与兴利之间的矛盾,通常采用的调度方式有:固定下泄(一级或多级)、补偿调节、预报预泄等,汛限水位是处理防洪与兴利矛盾的基本特征水位。兴利调度一般是在非汛期,按照水库所承担兴利任务的重要程度,合理分配水资源,谋求经济效益最大化的调度方式,按照工程任务一般分为:发电调度、灌溉调度、供水调度等类型。

以丹江口水利枢纽为例,其初期规模的综合利用任务为:防洪、发电、灌溉、航运及养殖。大坝加高后水库调节能力及承担各项水利任务的能力将有较大的改善和提高,其水利任务将调整为:防洪、供水、发电、航运。丹江口水库现状及大坝加高后,洪水调度方式均为预报预泄、补偿调节、分级控泄;兴利调度现状按水利任务主次,依据水库调度图进行控制运行。大坝加高后,丹江口水库按发电服从调水、调水服从生态的原则拟定控制水位和调度规则,在满足水源区用水发展要求的前提下,尽可能多调水,并按库水位高低和来水情况,分区进行调度,大水多调,小水少调。

现行水库的管理制度和调度运行模式的主要任务是,处理、协调防洪和兴利的矛盾以及兴利任务之间的利益。从河流生态系统保护的角度看,现行调度方式存在的主要问题:一是大多数的水库调度方案没有考虑坝下游生态保护和库区水环境保护的要求。目前一些大型水电站在进行调峰调度运行时以及支流中开发的引水式水电站,往往只重视发电效益,忽视了坝下游生态保护的要求,如电站在调峰运行和引水发电时,导致坝下游出现减水河段,甚至脱水河段,使坝下游水生物(尤其是鱼类)的生存环境遭受极大破坏,一些减水和脱水河段的生物多样性遭受严重破坏,直接威胁坝下游水生态的安全;由于水库对下泄流量的调节作用,也可能引起水库下游局部河段出现水体富营养化。二是受水库调度运行的影响,也会引发库区局部缓流区域或支流回水区出现水体富营养化,甚至“水华”现象的发生;水库消落带的利用与水库的调度运行不协调,可能造成消落带利用而污染水库水质。三是缺乏对水资源的统一调度与管理。目前长江上游干支流水电开发基本进入全面开发的状态,一些工程规模大、调节性能好、综合利用效益大的控制性水利枢纽工程正在加快建设。这些枢纽工程建成后,如果仍采用目前的调度与管理模式,各发电公司仅按枢纽各自的任务进行调度运用,势必会造成对水资源统一调度的不利,不仅会影响流域梯级水库整体的综合利用效益,而且还会导致生态与环境等一系列影响。例如,如果长江上游干支流水库同步蓄水、放水,下游河道水量大幅减少或增加,将对长江中下游的生态与环境产生较严重的影响。

从三峡水库调度运行面临的问题和沱、岷江流域梯级开发及水库调度存在的主要问题,可以更加清楚地看到现有水库调度方式存在的问题。

(一)三峡水库调度运行面临的问题

三峡水库首先考虑的是防洪,其次考虑发电和航运,坝下游生态保护和库区水环境保护将面临许多新的问题。一方面,在三峡水库泄水运行过程中,每年4月底至5月初,由于三峡水库坝前存在水温分层,水库升温期下泄水较天然情况的水温低,将会使坝下游“四大家鱼”的产卵时间推迟约20天;同时,三峡水库的削峰作用,也直接影响“四大家鱼”的产卵量,可能导致中下游“四大家鱼”的产量下降;水库泄洪时,可能使下泄水流中造成氮气过饱和,可能使坝下游鱼类(尤其是鱼苗)发生“气泡病”;水库的清水下泄,影响和改变了中下游的江湖关系,也相应的影响了中下游的水生态环境。另一方面,在三峡水库蓄水运行过程中,支流回水区受水库回水顶托的影响,在局部缓流区域可能会出现水体富营养化,甚至“水华”(如135m蓄水过程中香溪河发生的“水华”);随着水库蓄水位抬高,水库消落带的利用,也可能影响水库水体的水质。

(二)沱江流域水库调度存在的问题严峻

沱江干流总长达600多km,经成都、资阳、内江、泸州后注入长江,流域面积约2.7万km2。两岸人口密集、工业企业众多。由于缺乏有效环境管理,沱江接连出现了两次严重污染事件,污染事件发生后紧急实施跨流域调水——通过都江堰和三岔水库分别调水5000万m3和500万m3为沱江冲污,调水流量甚至大于沱江上游来水。但在调水冲污过程中,由于对沱江干流的石桥、沱江、南津绎等梯级水电站缺乏统一调度与管理,污水团下泄缓慢,调水冲污效果并不理想。这一事件充分暴露了电调与水调的矛盾,暴露了企业在处理经济利益与生态保护中的局限性,也暴露出管理制度的薄弱。

(三)岷江流域水库调度存在的问题

岷江干流除在建电站紫坪铺和支流在建狮子坪电站外,目前干、支流上已建的其他水电站均采用引水式开发,各水电站为了获取最大的发电效益,尽量引水发电,基本不考虑河道内生态用水,导致干流约80km、支流约60km的河段出现时段性脱水。铜钟电站以上的茂县境内,断流现象十分突出,河道干涸,在40km的河段内,干涸河段长17km,占河段长度的42%。岷江上游干流和主要支流原生的近40种鱼类,包括国家二级保护鱼类虎嘉鱼,由于河流减水或断流,河床萎缩或干涸,直接影响鱼类的繁衍和生存,鱼类数量和种群急剧下降,许多河段生物多样性丧失殆尽。20世纪80年代以后,茂县以下河段虎嘉鱼已绝迹,曾是杂古脑河和岷江上游主要经济鱼类的重口裂腹鱼,也很少发现。此外,在脱水、断流河段,河床大部分甚至全部裸露,乱石堆积,两岸植被萎缩,河床出现沙化,在汛期大水时,易形成含沙高的洪水,加剧下游河道的淤积。

此外,岷江上游地区比较好的土地多集中于河道两岸,农田灌溉主要依靠抽、引岷江水灌溉。由于部分河段出现脱流或减水,使河流两岸农田的灌溉水源无法保证。

综上所述,一方面长江流域水资源和水力资源丰富,目前总体开发利用程度不高,开发利用潜力巨大,随着我国社会经济发展对水资源和能源要求的提高,长江流域的水资源和水力资源的开发利用,必将进入一个快速发展阶段。另一方面,现行的水库调度方式主要是处理、协调防洪和兴利的矛盾以及兴利任务之间的利益,对水库下游生态保护和库区水环境保护重视不够,对生态与环境造成一定的负面影响。这就要求我们把生态调度纳入水库调度统一考虑,努力提高防洪、兴利与生态协调统一的水库综合调度方式。

二、完善水库调度方式的基本思路和对策措施

完善水库调度方式的基本思路是:牢固树立和认真落实以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观,以维护健康长江、促进人水和谐为基本宗旨,统筹防洪、兴利与生态,运用先进的调度技术和手段,在满足坝下游生态保护和库区水环境保护要求的基础上,充分发挥水库的防洪、发电、灌溉、供水、航运、旅游等各项功能,使水库对坝下游生态和库区水环境造成的负面影响控制在可承受的范围内,并逐步修复生态与环境系统。

(一)充分考虑下游水生态及库区水环境保护

水库的调度运用对生态与环境造成的不利影响不可忽视。根据目前长江流域水库的管理和调度现状,研究认为,在现有的调度方式中,根据各水库的实际情况可以通过下泄合理的生态基流(最小或适宜生态需水量),运用适当的调度方式控制水体富营养化、控制水体理化性状与水华爆发、控制河口咸潮入侵等,以达到减少或消除对水库下游生态和库区水环境不利影响的目的。

1.确定合理的生态基流

生态基流要根据坝下游河道的生态需水确定。生态需水是指维系一定环境功能状况或目标(现状、恢复或发展)下客观需求的水资源量。确定河流生态需水量,是保护河流生态系统功能的有效措施。河流生态需水量的确定,应根据河流所在区域的生态功能要求,即生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量来确定。河流生态需水量,不但与河流生态系统中生物群体结构有关,而且还应与区域气候、土壤、地质和其它环境条件有关。

水资源开发利用程度的不断提高,使得水资源利用与生态用水的矛盾在全球范围都很突出,但生态流量大小的选取论证,目前尚缺乏比较完善、成熟的方法。美国、法国、澳大利亚等国家都先后开展了许多关于鱼类生长繁殖与河流流量关系的研究,提出了河流最小生态(或生物)流量的概念和计算方法,如湿周法、河道内流量增加法、Montana法等。对于最小河流生态用水,有些国家干脆做出强制性规定,例如,法国规定最小河流生态用水流量不应小于多年平均流量的1/10,对多年平均流量大于80m3/s的河流,最低流量的下限也不得低于多年平均流量的1/20。我国根据河流所处的地区,也提出了确定河流生态流量的不同方法。根据长江流域水资源综合规划的要求,长江流域河道生态基流可根据多年径流量资料,一般采用90%或95%保证率的最枯月河流平均流量。

根据生态基流控制水库下泄流量的措施多种多样,最经济的方法是设定在一定的发电水头下的电站最低出力值。通过电站引水闸的调节,使发电最低下泄流量不小于所需的河道生态基流,以维持坝下游生态用水。

2.控制水体富营养化

水库局部缓流区域水体富营养化的控制,可通过改变水库调度运行方式,在一定的时段内降低坝前蓄水位,使缓流区域水体的流速加大,破坏水体富营养化的形成条件;或通过在一定的时段内增加水库下泄流量,带动水库水体的流速加大,达到消除水库局部水体富营养化的目的。另外,对水库下游河段也可通过在一定的时段内加大水库下泄量,破坏河流水体富营养化的形成条件;或采取引水方式(如汉江下游的“引江济汉”工程),增加河流的流量,消除河流水体的富营养化。

3.控制“水华”爆发

可通过不同的调度方式,充分运用水动力学原理,改变污染物在水库中的输移和扩散规律以及营养物浓度场的分布,从而影响生物群落的演替和生物自净作用的变化。可利用水库调度对水资源配置的功能,蓄丰泄枯,增加枯水期水库泄放量,从而显著提高下游河道环境容量,改善水质。目前,汉江下游枯水期2月份前后频繁爆发水华,随着丹江口水库大坝加高,调蓄能力增强,以及引江济汉联合调度,可增加汉江下游2月份前后的河道流量,从而有效缓解汉江下游水体富营养化现象,控制蓝藻“水华”的爆发。

4.控制咸潮入侵

长江口属于受上游来水和口外咸潮入侵双重影响的敏感水域,上游来水和咸潮入侵直接关系到这一水域的生态安全。长江口盐水入侵是因潮汐活动所致的、长期存在的自然现象,一般发生在枯季11月至次年4月,其距离因各汊道断面形态、径流分流量和潮汐特性不同而存在较大差异。南支河段有两个盐水入侵源,即外海盐水经南北港直接入侵和北支向南支倒灌,北支倒灌是南支上段水域盐水入侵的主要来源。

三峡工程是长江干流上骨干水利枢纽工程,水库具有较大的调节库容,按设计的调度运用方式,可增加长江中下游干流枯季流量1000~2000m3/s,对改善长江口枯季咸潮入侵的作用明显。但在三峡水库蓄水期,有一定的不利影响。水库调度在满足原定防洪、发电、航运等基本要求的前提下,可适当改变调度运行方式,以减少在10月份三峡工程蓄水期对咸潮入侵的不利影响。通过初步研究,可以考虑在不影响重庆河段输沙的条件下,适当延长三峡水库蓄水期,则可减少10月份的蓄水量,对长江口的影响便可明显减轻。在此基础上,还可以研究应急调度运用方式,如果长江出现了特枯水,长江口咸潮入侵形势特别严峻时,可视必要加大发电流量,以缓解这一关系到长江口地区可持续发展的重大问题。

(二)充分考虑水生生物及鱼类资源保护

水库形成后,一方面产生了一些有利于部分水生生物繁衍生息的条件,其种类和数量会大幅度增加,生产力将提高。另一方面,水库对径流的调节作用,使库区及坝下河流水文情势和水体物理特性发生变化,对水生生物的繁衍和鱼类的生长、发育、繁殖、索饵、越冬等均会产生不同程度的影响,如:库区原有的急流生境萎缩或消失,一些适宜流水性环境生存和繁殖的鱼类,因条件恶化或丧失,种群数量下降,个别分布区域狭窄、对环境条件要求苛刻的种类甚至消失;大坝阻隔作用使生境片段化,影响水生生物迁移交流,导致种群遗传多样性下降;水库低温水的下泄,对坝下游水生动物的产卵、繁殖具有不利影响;由于水库泄洪水流中进入了大量的氮气,使下泄水体中氮气过饱和,可能导致坝下游鱼类(尤其是鱼苗)发生“气泡病”。对这些不利影响,可采用以下调度措施减小或消除。

1.采取人造洪峰调度方式

水库的径流调节使坝下河流自然涨落过程弱化,一些对水位涨落过程要求较高的漂流性产卵鱼类繁殖受到影响。根据鱼类繁殖生物学习性,结合坝下游水文情势的变化,通过合理控制水库下泄流量和时间,人为制造洪峰过程,可为这些鱼类创造产卵繁殖的适宜生态条件。鉴于三峡工程对长江荆江段“四大家鱼”产卵场的不利影响,目前正着手进行“人造洪峰”诱导鱼类繁殖技术的研究与实践。

2.根据水生生物的生活繁衍习性灵活调度

水库及坝下江段水位涨落频繁,对沿岸带水生维管束植物、底栖动物和着生藻类等繁衍不利。特别是产粘性卵鱼类繁殖季节,水位的频繁涨落会导致鱼类卵苗搁浅死亡。因此,水库调度时,应充分考虑这些影响,尤其是产粘性卵鱼类繁殖季节,应尽量保持水位的稳定。我国很多渔业生产水平比较高的水库,在水库调度中都采取了兼顾渔业生产的生态调度措施。如黑龙江省龙凤山水库在调度上采取春汛多蓄,提前加大供水量的方式,然后在鱼类产卵期内按供水下限供水,使水库水位尽可能平稳,取得了较好的效果。

3.控制低温水下泄

水库低温水的下泄严重影响坝下游水生动物的产卵、繁殖和生长。可根据水库水温垂直分布结构,结合取水用途和下游河段水生生物生物学特性,利用分层取水设施,通过下泄方式的调整,如增加表孔泄流等措施,以提高下泄水的水温,满足坝下游水生动物产卵、繁殖的需求。

4.控制下泄水体气体过饱和

高坝水库泄水,尤其是表孔和中孔泄洪,需考虑消能易导致气体过饱和,对水生生物、鱼类产生不利影响,特别是鱼类繁殖期,对仔幼鱼危害较大,仔幼鱼死亡率高。水库调度可考虑在保证防洪安全的前提下,适当延长溢流时间,降低下泄的最大流量;如有多层泄洪设备,可研究各种泄流量所应采用的合理的泄洪设备组合,做到消能与防止气体过饱和的平衡,尽量减轻气体过饱和现象的发生。此外,气体过饱和在河道内自然消减较为缓慢,需要水流汇入以快速缓解,可以通过流域干支流的联合调度,降低下泄气体中过饱和水体流量的比重,减轻气体过饱和对下游河段水生生物的影响。

(三)充分考虑泥沙调控问题

长江是一条泥沙总量大的河流,在长江上修建水库,库区泥沙淤积与坝下游河床冲刷的调整,以及由此带来一系列的问题,是建库后的自然现象,无法避免。泥沙冲淤对防洪、发电、航运、生态等影响,是检验水利枢纽工程泥沙问题处理得成功与否的一个重要标志。水库的泥沙调度,须结合水库的综合利用、目的和水库本身的具体情况,全面考虑,慎重对待。

长江流域的河流一般水大沙多,且来水来沙量多集中在汛期,为减小库区泥沙淤积,长期保留水库大部分的有效库容,充分发挥工程的综合效益,一般采用汛期结合防洪降低库水位以排沙,非汛期蓄水抬高水位以兴利的“蓄清排浑”的水库调度方式运用,通过这种调度措施可在很大程度上减少泥沙冲淤带来的不利影响。

水库泥沙淤积将直接造成库容的损失、库尾段的淤积,会引起库尾水位的明显抬高、变动回水区航道与港口的运行安全等问题。通过采用“蓄清排浑”、调整运行水位以及底孔排沙等调度方式,可有效减少泥沙淤积和改善变动回水区的航运条件。如长江三峡水库属于河道型水库,滩库容相对较小,来水来沙量集中在汛期,大量水量需要下泄,水库正常调度采用175m-145m-155m方案,在水库运行100年后,库区泥沙淤积基本平衡,但可仍保留防洪库容约86%,保留兴利调节库容约92%。而采用“蓄清排浑”的调度方式运用,可有效的减少泥沙在库尾段的淤积,水库运用100年后,长寿以上的淤积量只约占总淤积量的3.6%左右。

水库的调蓄改变了天然河流的年径流分配和泥沙的时空分布,汛期洪峰削减,枯季流量增大,大量泥沙在库区淤积。坝下游河道将发生沿程冲刷,同时因流量过程调整,下泄沙量减少,河势将发生不同程度的调整。河床冲刷及河势调整对防洪与航运带来一定程度的影响。河床冲深,降低洪水位,增加河槽的泄洪能力;年内径流分配的调整,有利于浅滩航槽的改善。但在河势调整过程中,可能危及防洪大堤与护岸工程的安全,也可能出现局部浅滩恶化。水库可按“蓄清排浑”、调整泄流方式以及控制下泄流量等方式,通过调整出库水流的含沙量和流量过程,尽量降低下游河道冲刷强度,减少常规调度情况出库水流对下游河道冲刷范围并延缓其进程,以减小不利影响。

(四)充分考虑湿地保护需要