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1、黄壁庄水库科学调度探讨（张华,石宝红,田艳龙） 黄壁庄牛城沟摘 要：当前的治水方针与思路实现了重要转变。水库要担当经济社会发展所给予的艰难任，在维护国家防洪平安、供水平安和生态平安中发挥“主力军”作用，依据治水新理念，水库科学调度务管理要实现四个目标。本文从四个方面分析水库调度存在的问题及实现目标的对策与措施。关键词：科学调度 预报调度 洪水资源化 生态调度黄壁庄水库位于海河流域子牙河水系滹沱河干流上，是一座以防洪为主，兼有浇灌、发电、工业和城市生活、环境供水为一体的大（1）型限制性水利枢纽工程，总库容12.1亿m3。与上游岗南水库联合限制流域面积23400km2，占滹沱河流域面积的95%。曾
2、为全国首批43座病险水库之一。“96.8”洪水后进行水库除险加固工程，2022年底完成，2022年初进行了大坝平安鉴定，定为一类坝，防洪标准达到部颁万年校核标准。水库地理位置非常重要，是海河流域南系防洪体系的骨干工程，也是实现河北省委省政府提出的“四保”防洪重任的关键性工程。建库四十余年来，曾先后抗御“63.8”和“96.8”两次特大洪水，为保卫省会石家庄市，保卫下游千万人口、1200万亩耕地，保卫下游重要的交通、通讯干线，保卫华北油田等重要工业设施发挥了巨大作用。水库经济效益显著，水库下游有三条灌区，引水流量126m3/s，设计浇灌面积250万亩，年均浇灌供水6亿m3。水库还是省会石家庄市和
3、河北省重要工业西柏坡电厂的水源地，年供水量近亿m3，在2022年还有向北京应急供水的任务，黄壁庄水库为流域内经济社会的发展做出了很大贡献。1 黄壁庄水库调度中存在的主要问题1.1水库预料预报实力与担负的防洪重任不相适应水库除险加固工程对自动化管理系统进行了改造和建设，建成了集水情自动测报、大坝平安监测、闸门监控等多个子系统为一体的防汛信息管理系统，系统的建成明显提高了水库水情、雨情、工情、灾情信息的自动采集、传输、处理的时效，为各级防汛部门指挥调度决策供应科学依据和技术支持，大大提高了水库防汛指挥调度的现代化水平。但系统中还存在一些问题，影响着系统效益的充分发挥。一是洪水预报的精度仍不够高，洪
4、水预见期短。二是防汛决策支持手段落后，基本没有实现实时制定和比选洪水调度方案的目标，仍停留在基于事先制定的洪水调度方案开展洪水调度的阶段。这两个问题干脆影响防汛调度水平的发挥，与水库重要的地理位置和担负的防洪重任极不相适应。1.2水库洪水资源利用低，防洪兴利冲突突出随着流域内经济社会的快速发展，水库担当的防洪任务越来越重，兴利要求也越来越高，防洪与兴利的冲突特别突出。尤其是近几年，水库蓄水较少，已满意不了下游需水要求，经常靠挤占农业浇灌用水来保证工业和城市生活用水，造成了下游灌区大面积萎缩，水资源短缺已严峻影响了当地经济社会的发展。而目前水库洪水调度采纳“静态限制法”，严格根据设计的汛限水位进
5、行限制，不考虑实时降雨预报和洪水预报成果，只要水库超过汛限水位，洪水过后必需降到汛限水位，造成汛前、汛期大量弃水。假如汛期来水较少，就可能导致汛后无水可蓄，造成水资源的奢侈。水库在2000年-2004年平均每年汛期弃水4300万m3，特殊是2001和2002年水库主汛期分别弃水1200和2200万m3，这两年均为枯水年，汛后蓄水太少加剧了水资源惊慌局势。1.3水库还没有开展生态调度，下游生态环境恶化在20世纪60年头以前，滹沱河流域地表水和地下水资源都很丰富，河道常年有水，区域浅层地下水埋深3-5m，西北部山前平原溢出带泉水畅流，洼淀、湿地遍布。20世纪60年头以后，随着岗黄两大水库的建成蓄水
6、，流域生态环境发生了显著改变。一是河道常年断流。近30年来，除少数泄洪年份河道有水外，河道常年干枯，即使河道有水，也只在汛期1个月左右的时间内，其它时间河道仍是常年干枯；二是石家庄市地下水位下降，形成地下水着陆漏斗。近年来石家庄浅层地下水以每年1m的速度持续下降，个别地点埋深已达50多m；三是流域内大量洼淀、湿地渐渐消逝。由于流域内众多水库的修建，使湿地来水量明显削减，调蓄流域洪水的主要场所从平原洼淀转移到了山区，由于洼淀干枯多年，大都被辟为农田。1.4水库水污染形势严峻，威逼供水平安随着经济社会发展，人民生活水平的提高，人们对水的需求不仅表现在水量的增加上，而且对水质的要求也越来越高。几年来
7、，水库仔细贯彻上级治水新思路，在水污染防治和水资源爱护方面做了大量卓有成效的工作。经过努力，库区水环境逐步得到改善，从2022年至今近两年期间，水库水质保持在类和类水质，水库水质明显改善，达到了国家地表水饮用水标准。但是由于上游沿河两岸分布着很多技术含量低、能耗高、污染重的乡镇企业，这些小企业产生的污水大多未经处理干脆排入水体，对水环境的破坏尤为严峻。还有库区老一百零一姓在120m征地线以下种地，大量运用化肥、农药，高水位时沉没耕地，水体富养分化程度偏高，造成夏季水库藻类大量繁殖，水体透亮度降低，水质、色度等指标超出国家地表水饮用标准，个别月份水库水质出现超三类水现象。水库目前水质状况与繁重的
8、供水任务相比，水环境形势还相当严峻。2 水库实现科学调度的四个目标当前我国水利工作形势发生了重大改变，治水方针与思路实现了重要转变。最近几年来提出并已起先实践的从“限制洪水向洪水管理”转变，从“单一抗旱向全面抗旱”转变思路是新时期治水理念的一个显著改变。洪水管理和全面抗旱理念对水库的调度运用提出了更多、更详细的新要求，水库要担当经济社会发展所给予的艰难任务，在维护国家防洪平安、供水平安和生态平安中发挥“主力军”作用，因此加强水库科学调度管理在当今社会显得尤为重要和迫切。而目前黄壁庄水库调度现状还满意不了新时期对水利的需求，还存在一些问题影响着水库综合效益的充分发挥。依据治水新理念，水库科学调度
9、管理要实现以下四个目标：一是不断提高水库预料预报水平，建成先进好用、高效牢靠的防汛调度指挥系统，实现防汛调度指挥科学化。二是水库防洪调度要担当适度风险，实现洪水资源化。三是把生态调度纳入水库调度统一考虑，建立防洪、兴利与生态协调统一的水库综合调度运用方式，不断改善下游生态环境。四改善库区水生态环境，确保水库供水平安。3 水库实现科学调度的对策与措施3.1引进预报调度新技术，完善防汛调度指挥系统，实现防汛调度指挥科学化今后水库要加强预报预料实力建设，不断引进新技术、新设备，提高洪水预报精度，延长洪水预见期。水库洪水预报精度不够高的缘由是流域内遥测站网的密度小，预报模型精度较差。遥测站网的密度虽然
10、较改造前大大提高，但与国外站网密度相比还相差很远，仅达到国内平均值，还需增加一倍才能满意预报的须要。系统采纳的常规模型和河北雨洪模型两种预报方案精度都为乙级，精度不是很高，以后系统应在加密遥测站网和研制高精度预报模型方面发展。现在人工神经网络技术已在预报调度模型中得到应用，预报速度快，精度高，建议在岗黄流域建立完整的人工神经网络洪水预报模型和岗黄水库群洪水调度人工神经网络模型，将大大提高洪水预报精度，快速进行调度方案比较，制定合理的调度运用方案；解决洪水预见期短的有效途径是利用雷达测雨新技术。雷达测雨在欧美及日本已广泛应用，它可以精确地预报数小时后流域内降雨强度、分布、移动方向及移动速度等，是
11、实时降雨预报的有力工具。国内也起先利用雷达测雨资料进行降雨预报，都取得很好的效果，建议在岗黄流域采纳新一代雷达测雨技术提中学小尺度天气系统的监视实力，可以弥补洪水遇见期短，预报精度低等问题。还要不断完善防汛决策支持系统，建立洪水调度方案实时制定和比较分析系统，改善防洪调度分析手段，建成先进好用、高效牢靠的防汛决策指挥系统，实现防汛调度指挥科学化。3.2开展汛限水位动态限制探讨工作，探究水库洪水风险管理模式，实现洪水资源化水库汛限水位是水库防洪与兴利的结合点，在确保水库防洪平安的前提下，对水库实行汛限水位动态限制是合理利用水库防洪与兴利“重叠”库容，提高洪水资源利用率，缓解流域水资源供需冲突的有
12、效手段之一。国家防总自2002年起起先开展水库汛限水位设计与运用专题探讨，基础理论专题和试点水库探讨工作基本结束，现在正开展成果的推广应用。水库汛限水位动态限制是指水库在汛期，依据实时雨水情信息，利用降雨和洪水预报成果，在不降低水库防洪标准，确保水库、上下游地区防洪平安前提下，根据经科学论证并经有关部门审批的水库汛限水位动态限制方案确定的限制范围对汛限水位进行浮动的调度过程。在多方面的努力下，岗黄梯级水库汛限水位动态限制课题在2022年正式立项探讨。这项探讨依据水库设计及建成后的调度运行资料，运用当代比较成熟的理论和技术手段，从设计洪水、预报预泄、洪水预报防洪调度方式、上下游防洪设计标准等多个
13、方面分析论证水库汛限水位的合理调整方案，依据探讨成果提出岗黄水库联合调度运用方案，制定出适合水库的洪水风险管理模式，实现对雨洪资源的现代化管理，以更好地促进人与自然和谐相处。3.3结合下游河道的综合整治，适时开展水库生态调度，逐步修复下游生态环境岗黄水库是滹沱河上两座限制性大（1）型水利枢纽工程，总限制流域面积占滹沱河总流域面积的95%，总库容近30亿m3，岗黄水库的调度方式干脆影响着下游的水生态环境。而原有的水库设计运用方式，在进行防洪和兴利调度的同时，没有或很少考虑对下游生态环境的影响，造成下游生态环境恶化。这就要求水库调整功能，建立防洪、兴利与生态协调统一的水库综合调度运用方式，逐步修复
14、生态与环境系统，充分发挥水库作用，不断提高水库的社会、经济和环境效益。由于流域水资源短缺，滹沱河中下游常年断流，岗黄生态补偿调度不行能一步做到维持河流基本生态流量。岗黄水库应结合滹沱河的综合整治工程在近期重点解决城市河道断流问题，在南水北调通水后水库要考虑进行维持下游河道生态流量的调度，在流域生态系统的复原、水体水质改善、湿地爱护、城市环境美化等方面发挥作用，变更几十年来下游河道断流的局面，复原河流基本生命。滹沱河综合整治工程已于2022年11月正式开工，工期为三年，规划治理范围为黄壁庄水库以下70km河段，工程完工后，省会将新增水面500万m2，绿地600万m2，湿地1010万m2。岗黄水库
15、可充分利用雨洪资源和水库弃水，向下游河道、湿地进行生态补水，在相宜地进行地下水回灌，水库生态调水会引发一系列生态变更，很多消逝的生物，会重新回来，石家庄春季多风沙、夏季闷热、冬季干燥的气候也将得到明显改善。还将有效遏制地下水位持续下降趋势，不断涵养地下水源，明显改善石家庄市地下水生态环境。3.4加大水资源爱护和水污染防治力度，改善水质，确保水库供水平安水库应加大水污染防治和水资源爱护力度，把改善水库水质，确保省会居民饮用水平安作为一项重要的工作任务来抓。以下几点是水库在水资源爱护方面胜利的阅历，今后应接着加强：一是加强水库库区及周边环境综合整治，取缔网箱养鱼、库区旅游等一切可能污染水源地的活动
16、。严厉打击库区非法养殖、非法取土、违章建筑、乱倒垃圾等行为。二是加大水政执法力度，严厉打击乱围乱捕、电毒炸等不法行为，保持水库渔业生态平衡。三是对水库实行封库禁渔，每年定期向水库投放鲢、鳙、草等滤食性鱼种，有效抑制和改善水体富养分化状况。四是加强入库排污口管理，狠抓流域内污废水的达标排放，从根本上截断污染源。近年来国内起先进行水库生态环境修复技术探讨，其中一些技术和措施得到广泛应用，效果很好，例如在水库上游相宜地区建设人工湿地系统，实施库滨生态林带建设和上游水土保持综合治理，利用大自然修复实力，限制面源污染，还可以起到涵养水源、过滤水质、水土保持等综合生态功能。水库可以依据状况合理接受以上标本兼治的水资源爱护措施，以改善水库库区生态环境，确保水库供水平安。作者简介张华，女，11013年10月生，本科学历，工程师。石宝红，女，11011年10月生，高级工程师，从事水库调度管理工作。 第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页