基于影响水库正常蓄水位选择因素的分析

叶大兴

摘要：水库的正常蓄水水位的选取，通常是以江河的流量和对该工程的需水量的预报结果为依据，依据上游和下游的控制条件，制定出几种不同的方案，并对其地质条件、供水量、淹没投资、总投资等因素进行全面的分析，最后得出该工程的合理蓄水水位。本文结合一个具体的工程实例，从两个方面对在确定正常蓄水水平时应注意的几个主要问题进行了探讨。

关键字：常规蓄水；调控状况；方案比较

1项目基本情况

该项目的主要任务是为城镇和农村地区的人畜饮水，灌溉和养殖业提供水源。水利枢纽由水库大坝，冲沙兼排沙设施，取水设施等构成。该水库的正常蓄水水位为2282.00米，相应的库容为128万立方米，经检验的洪水水位为2283.91米，总的库容为149万立方米，该水库是一个小的水库。

该项目的枢纽包括：混凝土双曲拱坝，坝顶溢流表孔，左岸泄流排沙底孔，左岸取（引）水构架和发电站。该水库的标准水位为1892.50米，相应的库容为1150万立方米，经复核的洪水水位为1894.13米，其库容为1352万立方米，为中等规模。

2选用标准水库水位时应注意的几个问题

2.1大坝的上游没有任何控制因素，而下游没有任何防护目标

(1)坝址区的地形地貌及地质情况

坝址区两侧地形以冲刷剥蚀为主，平坦的脊状山岭和圆形的缓坡丘陵为主，沟道呈“V”型，两侧分水岭高而厚，沟道较平坦，平均沟道宽度为15.0米，沟道底部高程为2245.6米，两侧峰顶高度为2360.0-2400米。大坝左岸2275.0米高度之下的山脉从山谷中伸出，其坡度为20~30度，使山谷狭窄，而2275.0米高度之上的山坡则逐渐缓和，其坡度为10~20度，山谷突然加宽；大坝右侧的斜坡从2270米高度向下20度至30度变化，从2270.0米开始逐渐平缓，从227米高度向10度至20度变化[1]。泉点位于主要河流交汇处760.0米和850.0米的位置，其高度为2285.0米和2288.2米，其左岸支流二道渠2285.3米的位置也有泉点，按照地质学专家的意见，库容的最高水位必须在不淹过泉点的前提下才能达到，故其标准的蓄水水平应该在2285米之下。

(2)供水系统的设计

由于受到了地形和地质条件的影响，所以在这个阶段，我们制定了2280.0 m、2281.0 m、2282.0 m、2283.0 m、2284.0 m，一共5个不同的正常蓄水位方案，来展开对兴利的对比。

当正常蓄水位越高，供水量也就越多，但是，当正常蓄水位上升时，单方兴利库容供水量就会出现一个递减的过程，在正常蓄水位2280.0 m时，单方兴利库容供水量为1.80m3，在正常蓄水位2282.0 m时，单方库容供水量为1.76m3；在常规蓄水条件下，供水增量在2282.0米以上时逐渐减小。根据水资源综合利用指数，选择2282.0米的常规水库为最佳。

(3)对不同类型的库区进行对比

在2280.0-2284.0之间，由于正常蓄水水平的提高，该地区的洪水总投入呈递增趋势，但在2280.0-2282.0之间增长缓慢。所以，仅从搬迁土地的投入来看，2281.0米和2282.0米的库容略有优势。

(4)各因素的对比分析

当水库正常蓄水时，供水和总投资都会随之增大，但供水增长幅度较小，投资增长幅度较大。在2280.0-2281.0米的水库上，在2280.0-2281.0米的水库上，可使水库的供水能力提高157,800立方米，工程造价提高4221.10万元；在2281.0至2282.0 m范围内，可使供水系统的总供水能力提高16.50万立方米，可使总供水能力提高319.00万元；在2282.0至2283.0米期间，供水能力提高41千立方米，投资额提高73427万元；在2283.0至2284.0米期间，供水能力提高35600立方米，投资额提高629850元。所以从洪灾+水利工程的投入指数考虑，以2282.0米的标准水库的投入为最佳，并且在2282.0米的标准水库中，单向供水的投入是最低的。

2.2大坝的上流具有控制作用，下流具有保护物

(1)坝址区的地形地貌及地质情况

在大坝的筑坝河道中，河道的走向是北东走向的，河道的走向是深的，以横谷为主。两边的坡山上的地貌是一个陡峭的斜坡，上面的地貌是一个比较平缓的浅切型中山地貌，它的左岸最高处是1960.00米，而它的右岸在1920.00-1930.00米之间是一个缓坡，它的右岸从1960.00米开始向下倾斜，最高处的高度达到了1998.00米，因为这个项目需要的调整库容只有591.8万立方米，所以根据它的库容变化曲线可以看出，这个水库的高度在1910.00米之下超过了2000.00万立方米[2]。

(2)灌区和给水工程

通过对威宁电站和农业灌溉用水的预估和供求关系的研究，可以得出，在本项目的效益区，在2030年内，将会出现水资源短缺，需要的水资源为1644.120万立方米，为了保证本项目的水资源需求，经兴里调整后，需要的水资源总量为591.8万立方米，并将沉积物的库容作为初始调整库容，通过调整后的水资源总量，得出了该项目的正常蓄水水平需要为1892.50米，相应的回流高度需要为1894.28米。

(3)洪水泛滥，洪水泛滥

按照GB50201-2014 《防洪标准》，库区以下农田按照5年一遇的洪水来设置，集镇按照10年一遇的洪水来设置，再加上下游河流整治项目，为了保证城镇和农田的洪水安全，需要赖子河水库来保证每秒50.1立方米（P=10%）的下泄量，并据此进行调节洪水，需要的防洪库容为646.00万立方米，库区的正常蓄水水位应在1892.50米以上。

(4)泛滥成灾

从已有的1/1000的库区地形观察来看，赖子河水库库区内的地表以干地为主，其中有两个聚居点，一个是罗里河的一条分支的左岸，大部分聚居点为1895.00~1902.00米，少数聚居点为1885.00~1895.00米，其他聚居点为1885.00~1895.00米。另外一个是在水库尾段的炉山镇，这个集镇靠山而立，没有什么水平开发的余地，它的位置海拔大约在1903.00米，街道的高度大约在1897.90-1920.00米之间，最矮的地方是炉山镇的锯木厂，它的高度只有1893.63米。为了确保工程的安全性，本文选取了炉山镇下城区的锯木厂子最低处1893.63米为基准，并通过回水量的测算，确定了该水库的常规蓄水水位不应超过1892.50米。

3结语

在确定水库的标准水位时，应综合考虑兴利，防洪，发电，地质条件，淹没投资，和总体投资。本文从两种情况出发，对水库正常蓄水位选择所要考虑的因素进行了分析。一种是，当水库上游无控制条件，下游无防汛要求时，对正常蓄水位的选择主要是在最大供水量条件下，从地质地形条件、淹没投资、枢纽工程投资等方面展开技术经济比较确定。二是在上、下两级均有防洪需求的情况下，根据地质、兴利、防洪、淹没投资、枢纽建设投资等因素，综合考虑后，选用的标准水位。

在上游和下游不受任何约束的情况下，只要经济指数比较合理，就能使水量达到最大；在上游和下游同时存在的情况下，对正常蓄水水平的选取进行了一定的约束，从而造成了库容、水资源利用率偏小。

参考文献

[1]田根友．实例分析水电站设计中的特征水位选择[J]．小水电，2017（4）：43-44,46．

[2]张海龙，李 强．西藏金河流域瓦托水电站正常蓄水位选择[J]．人民长江，2017（S2）：168-171．