下六甲水库汛限水位动态控制与论证报告

1、下六甲水库汛限水位动态控制与论证报告（汇报简稿）、项目背景及任务下六甲水库在2006年、2013年发生了两场特大洪水导致下 游城镇洪灾严重，居民生命财产遭受巨大威胁和破坏，下六甲水 库由于在规划设计时没有对防洪限制水位进行设计，使水库在实 际运行中的防洪调度没有科学可靠依据，为确保下六甲电厂在设 计洪水标准下不发生“水淹厂房”事故，在校核洪水标准下不发 生“漫坝”、“跨坝”，确保安全度汛，确保大坝安全运行和上下 游人民生命财产安全的前提下，根据水情预报，力争多发电，以 提高水能利用率，确保水电站的经济效益。按照原能源部颁发的 水电厂防汛管理办法、水电站大坝安全管理办法和自治区 防汛抗旱指挥部防

2、汛文件要求，结合下六甲电厂实际情况，特对 下六甲水库汛期防洪限制水位进行设计及论证。二、项日总体论证框架及结果不考虑分期的年设计洪水调节及汛限水位的确定数理统计方法汛期的划分（综合结果）（主汛期：4.018.20,后汛期：8.219.30）考虑分期情况下洪水调节及汛限水位的确定主（后）汛期调洪及水位确模糊集方法方案一：不考虑下游防洪目标汛位：292（293），P=2%： 294.02（293），P=0.1%：297.31（293.68）方案二：下游防洪标准为五年一遇洪水汛位：289（293） ， P=2%： 293.89, P=0.1%： 297.22方案三：下游防洪标准为十年一遇洪水汛位：2

3、91（293） ，P=2%： 294，P=0.1%： 297.3三、论证过程（一）不考虑分期下的调洪及汛限水位的确定1）调洪方案方案一：不考虑下游防洪目标的方案。本方案在汛期水库洪水调度时，不考虑下游防洪要求，即水 库不承担下游的防洪任务，只根据水库自身的防洪标准来调节和 控制洪水下泄的大小，但水库下泄的洪水不能大于天然洪水，以 免因水库的建设和运行不当而加大下游洪灾损失的情况发生。计 算工况为起调水位从溢流堰顶高程283m开始，每升高1m作为 一个起调水位方案，一直到292m水位为止。共10个起调水位 方案。对每个起调水位方案分别用P=20%、10%、5%、2%、1% 和0.1%频率的洪水过

4、程进行调洪演算，得到的结果表明当起调 水位较小时，受限于库区地形和水库泄水设施的泄流能力，最大 下泄流量及上游洪水位变化不大;但同时，随着起调水位的升高， 水库的泄流能力逐渐加强，当泄流能力大于入库流量时，水库来 水来多少泄多少，并没有起到调节洪水的作用。方案二：下游防洪标准为五年一遇洪水的方案。本方案在汛期水库洪水调度时，考虑下游乡镇和农田的防洪 要求，防洪标准为五年一遇洪水。假设下游现状的天然情况，没 有防洪堤等工程设施，其安全泄量为两年一遇洪峰流量，即 520m3/s，调洪时，当天然入库流量不大于安全泄量520m3/s时， 按天然入库流量泄洪，保持水库的防洪限制水位不变；当天然入 库流量

5、大于安全泄量520m3/s时，用闸门控制下泄流量，保持下 泄流量为520m3/s，这个过程中，入库流量大于下泄流量，水库 水位上升。当水库水位大于或者等于五年一遇的洪水位时，打开 闸门自由泄流。但在水库最大洪水位和最大下泄流量出现之前， 下泄流量不能大于天然入库流量，以免因水库的建设和运行不当 而加大下游洪灾损失的情况发生。计算工况为起调水位从溢流堰 顶高程283m开始，每升高1m作为一个起调水位方案，一直到 288m的正常蓄水位为止。共6个起调水位方案。对每个起调水 位方案分别用P=20%、10%、5%、2%、1%和0.1%频率的洪水 过程进行调洪演算。由其结果可知，当起调水位较小时，受限于

6、库区地形和水库 泄水设施的泄流能力，最大下泄流量及上游洪水位变化不大；值 得注意的是，即使在同种频率的洪水过程线下，由于不同起调水 位的下泄能力不同，水库下泄流量大于下游安全泄量的时段也不 同，会对最终最大下泄流量和水位造成一定的影响，这就是调洪 成果规律性不强的原因；随着起调水位的升高，对应的下泄流量 不断增大，泄流能力会大于下游防洪标准所对应的安全泄量，即 520 m3/s。这时，为了保持汛限水位，必须来水来多少泄多少，但 水库还未开始调洪，下泄流量就已经大于安全泄量，无法做到洪 水到来时，在一定时段内保持下泄流量为安全泄量。这对于下六 甲水库目前还未安装水情自动测报系统，流域内无水文站测

7、报水情，主要依靠当地的天气预报预知雨情，即将来水情况不明的状 况下，无论是对下游厂房还是下游乡镇和农田都未起到洪水调节 的作用。方案三：下游防洪标准为十年一遇洪水的方案本方案在汛期水库洪水调度时，考虑下游乡镇和农田的防洪 要求，防洪标准为十年一遇洪水。假设下游建设了防洪标准为五 年一遇的防洪堤，其安全下泄流量为1000m3/s，调洪时，当天然 入库流量不大于安全泄量1000m3/s时，按天然入库流量泄洪， 保持水库的防洪限制水位不变；当天然入库流量大于安全泄量 1000m3/s时，用闸门控制下泄流量，保持下泄流量为1000m3/s， 这个过程中，入库流量大于下泄流量，水库水位上升。当水库水 位

8、大于或者等于十年一遇的洪水位时，打开闸门自由泄流。但在 水库最大洪水位和最大下泄流量出现之前，下泄流量不能大于天 然入库流量，以免因水库的建设和运行不当而加大下游洪灾损失 的情况发生。计算工况为起调水位从溢流堰顶高程286m开始， 每升高1m作为一个起调水位方案，一直到290m的正常蓄水位 为止。共5个起调水位方案。对每个起调水位方案分别用P=10%、 5%、2%、1%和0.1%频率的洪水过程进行调洪演算。其结果与方案二相同，当起调水位较小时，受限于库区地形 和水库泄水设施的泄流能力，最大下泄流量及上游洪水位变化不 大；同样值得注意的是，即使在同种频率的洪水过程线下，由于 不同起调水位的下泄能

9、力不同，水库下泄流量大于下游安全泄量 的时段也不同，会对最终最大下泄流量和水位造成一定的影响， 这就是调洪成果规律性不强的原因；随着起调水位的升高，对应 的下泄流量不断增大，泄流能力会大于下游防洪标准所对应的安 全泄量，即1000 m3/s。这时，为了保持汛限水位，必须来水来 多少泄多少，但水库还未开始调洪，下泄流量就已经大于安全泄 量，无法做到洪水到来时，在一定时段内保持下泄流量为安全泄 量。这对于下六甲水库目前还未安装水情自动测报系统，流域内 无水文站测报水情，主要依靠当地的天气预报预知雨情，即将来 水情况不明的状况下，无论是对下游厂房还是下游乡镇和农田都 未起到洪水调节的作用。3）年汛限

10、水位的确定综合水库实际运行情况和上述三个方案的论证结果，若不考 虑下游的防洪标准，可将水库年汛限水位定为292m，设计洪水位（P=2%）为 293.64m，校核洪水位（P=0.1%）为 297.30m，；若 考虑下游的防洪标准为5年一遇洪水，可将水库年汛限水位定为 288m，设计洪水位（P=2%）为293.49m，校核洪水位（P=0.1%） 为297.20m，；若考虑下游的防洪标准为10年一遇洪水，可将水 库年汛限水位定为290m，设计洪水位（P=2%）为293.55m，校 核洪水位（P=0.1%）为297.24m。上述三种方案的设计洪水位和 校核洪水位均小于原设计方案的设计洪水位（P=2%）

11、295.0m和 校核洪水位（P=0.1%）297.51m。（二）考虑汛期分期下的调洪计算及汛限水位的确定1）汛期分期对于汛期的划分采用了数理统计与模糊集两种方法，综合两种 方法的成果得到了最终的分期成果：主汛期（4.18.20），后汛期 （8.219.30）。数理统计方法基于下六甲水库中平水文站1963至 1984年资料分别从历年各月旬暴雨日数、旬平均降雨量、旬最大 3d降雨量三个方面对汛期进行划分，模糊集方法确定汛期的时间论 域为TE 04月1日，9月30日，确定表征汛期特性的降雨量指标 阀值为:YT=30mm，经过统计计算得到这两种方法的结果，见表3-7。表3-7下六甲水库汛期分期综合成果

12、表方法前汛期主汛期后汛期数理统计法4月上5月中5月下8月下9月上9月下4月上5月中5月下8月下9月上9月下4月上5月上5月中8月下9月上9月下模糊集分析法4月1日5月2日5月3日8月14日8月15日9月30日结合水库汛期特点及下六甲工程实际情况，采用两个分期以 便于水库的管理及实际调度应用，具体划分为主汛期、后汛期， 主汛期综合以上成果为4月1日至8月20日，后汛期为8月21 日至9月30日。2）洪水过程线推求根据中平水文站1963年至1984年的洪水资料得到分期的各 个最大流量系列，采用P-III曲线适配得到不同频率的设计洪峰 流量，以此洪峰流量作为基础，应用同倍比放大法得到不同频率 的洪水

13、过程线，进行调洪演算及确定汛限水位。3）主、后汛期调洪演算方案一：不考虑下游防洪目标的方案。本方案在汛期水库洪水调度时，不考虑下游防洪要求，即水库 不承担下游的防洪任务，只根据水库自身的防洪标准来调节和 控制洪水下泄的大小，但水库下泄的洪水不能大于天然洪水， 以免因水库的建设和运行不当而加大下游洪灾损失的情况发 生。计算工况为起调水位从溢流堰顶高程283m开始，每升高 1m作为一个起调水位方案，一直到292m水位为止。共10个 起调水位方案。对每个起调水位方案分别用P=20%、10%、5%、 2%、1%和0.1%频率的洪水过程进行调洪演算，结果表明当起 调水位较小时，受限于库区地形和水库泄水设

14、施的泄流能力， 最大下泄流量及上游洪水位变化不大；但同时，随着起调水位 的升高，水库的泄流能力逐渐加强，当泄流能力大于入库流量 时，水库来水来多少泄多少，并没有起到调节洪水的作用。方案二：下游防洪标准为五年一遇洪水的方案。本方案在汛期水库洪水调度时，考虑下游乡镇和农田的防洪要 求，防洪标准为五年一遇洪水。假设下游现状的天然情况，没 有防洪堤等工程设施，其安全泄量为两年一遇洪峰流量，即 660m3/s。调洪时，当天然入库流量不大于安全泄量660m3/s 时，按天然入库流量泄洪，保持水库的防洪限制水位不变；当 天然入库流量大于安全泄量660m3/s时，用闸门控制下泄流 量，保持下泄流量为660m3

15、/s，这个过程中，入库流量大于下 泄流量，水库水位上升。当水库水位大于或者等于五年一遇的 洪水位时，打开闸门自由泄流。但在水库最大洪水位和最大下 泄流量出现之前，下泄流量不能大于天然入库流量，以免因水 库的建设和运行不当而加大下游洪灾损失的情况发生。计算工 况为起调水位从溢流堰顶高程283m开始，每升高1m作为一个 起调水位方案，一直到289m的正常蓄水位为止。共7个起调 水位方案。对每个起调水位方案分别用P=20%、10%、5%、2%、 1%和0.1%频率的洪水过程进行调洪演算，由结果可知当起调 水位较小时，受限于库区地形和水库泄水设施的泄流能力，最 大下泄流量及上游洪水位变化不大；与年调节

16、时相同，即使在 同种频率的洪水过程线下，由于不同起调水位的下泄能力不 同，水库下泄流量大于下游安全泄量的时段也不同，会对最终 最大下泄流量和水位造成一定的影响，这就是调洪成果规律性 不强的原因随着起调水位的升高，对应的下泄流量不断增大， 泄流能力会大于下游防洪标准所对应的安全泄量，即660m3/s。 这时，为了保持汛限水位，必须来水来多少泄多少，但水库还 未开始调洪，下泄流量就已经大于安全泄量，无法做到洪水到 来时，在一定时段内保持下泄流量为安全泄量。这对于下六甲 水库目前还未安装水情自动测报系统，流域内无水文站测报水 情，主要依靠当地的天气预报预知雨情，即将来水情况不明的 状况下，无论是对下

17、游厂房还是下游乡镇和农田都未起到洪水 调节的作用。方案三：下游防洪标准为十年一遇洪水的方案本方案在汛期水库洪水调度时，考虑下游乡镇和农田的防洪要 求，防洪标准为十年一遇洪水。假设下游建设了防洪标准为五 年一遇的防洪堤，其安全下泄流量为1097m3/s。调洪时，当 天然入库流量不大于安全泄量1097m3/s时，按天然入库流量 泄洪，保持水库的防洪限制水位不变；当天然入库流量大于安 全泄量1097m3/s时，用闸门控制下泄流量，保持下泄流量为 1097m3/s，这个过程中，入库流量大于下泄流量，水库水位上 升。当水库水位大于或者等于十年一遇的洪水位时，打开闸门 自由泄流。但在水库最大洪水位和最大下

18、泄流量出现之前，下 泄流量不能大于天然入库流量，以免因水库的建设和运行不当 而加大下游洪灾损失的情况发生。计算工况为起调水位从溢流 堰顶高程283m开始，每升高1m作为一个起调水位方案，一百 到291m的正常蓄水位为止。共9个起调水位方案。对每个起 调水位方案分别用P=10%、5%、2%、1%和0.1%频率的洪水过程 进行调洪演算，与方案二相同，当起调水位较小时，受限于库 区地形和水库泄水设施的泄流能力，最大下泄流量及上游洪水 位变化不大；同样，即使在同种频率的洪水过程线下，由于不 同起调水位的下泄能力不同，水库下泄流量大于下游安全泄量 的时段也不同，会对最终最大下泄流量和水位造成一定的影 响

19、，这就是调洪成果规律性不强的原因随着起调水位的升高， 对应的下泄流量不断增大，泄流能力会大于下游防洪标准所对 应的安全泄量，即1097m3/s。这时，为了保持汛限水位，必 须来水来多少泄多少，但水库还未开始调洪，下泄流量就已经 大于安全泄量，无法做到洪水到来时，在一定时段内保持下泄 流量为安全泄量。这对于下六甲水库目前还未安装水情自动测 报系统，流域内无水文站测报水情，主要依靠当地的天气预报 预知雨情，即将来水情况不明的状况下，无论是对下游厂房还 是下游乡镇和农田都未起到洪水调节的作用。由于后汛期来水 较小，可直接采用不考虑下游防洪目标的方案。计算工况为起 调水位从溢流堰顶高程283m开始，每升高1m作为一个起调 水位方案，一直到294m水位为止。共12个起调水位方案。 对每个起调水位方案分别用P=20%、10%、5%、2%、1%和 0.1%频率的洪水过程进行调洪演算。4）主、后汛期汛限水位的确定综合水库实际运行情况和上述三个方案的论证结果，若不 考虑下游的防洪标准，可将水库主汛期汛限水位定为292m， 设计洪水位（P=2%）为293.94m，校核洪水位（P=0.1%）为 297.31m，；若考虑下