大连是我国十四个沿海对外开放的城市之一,是东北对外贸易的门户。地表、地下水资源贫乏,长期以来,大连市的工业、民用与港口等用水主要依靠解放前修建的南、北、中,三条供水线路上的库群系统与部分地下水井群供给。南线的龙王塘、老座山、凌水水库;北线大沙河、北大河水库;中线牧城塘、王家店.、大西山水库,库群的总蓄水量还不到一亿立米,其供水能力远远不能满足四化建设发展的需要。1984年远离大连市150多公里的碧流河水库水源系统开始投入供水,根据设计要求,碧流河水库每年供给大连用水量5亿立米,使大连用水的紧张局面得到缓和。
但是从大连地区经济建设长远发展的观点来石,水资源的供需平衡是相对的,在新的情况与条件下,有叮能产生新的矛盾。根据研究,大连地区出现连续枯水年的可能性是存在的。因此,在基本上不增加建设投资与规模的前提下,进一步发挥碧流河水库库容的调蓄作川,用六十年代才发展起来的模糊集理论与方法,探索提高碧流河水库水源系统供水能力的可能性,共有理论与实际意义。
采用原理根据碧流河水库按百年一遇洪水标准设计,千年一遇洪水标准校核。水库的爪期限制水位定为正常高水位。正常高水位至死水位为兴利库容,用其蓄水以供给大连地区的工农业、城市生活等用水。正常高水位至水库最高洪水位为防洪库容,用其拦洪以备水库在讯期出现设计或校核洪水时保证大坝安全之用。水库的兴利库容与防洪库容截然分开,分别执行其各白规定的任务,没有共用库容,(所谓共用库容是指既担任兴利,又承担防洪的那一部分库容)。
据我们的研究、分析计算和在实际管理上的应用,水库的防洪和兴利库容一般是可以共用的,特别是设计有闸门控制的中小型水库,对其防洪和兴利库容进行共用,效果是显著的。
我县青云河水库集水面积64.5平方公里,坝高12米,总库容844万立方米,堰下库容仅有303万立方米,而堰上防洪库容为541万立方米,占总库容的64%,占兴利库容的41%。设计来水量7月份为476.5万立方米,8月份为495万立方,米,共计971.5万立方米,近似为防洪库容的2倍,占调节水量1,330万立方米的73 %o,实行共用可增加兴利库容400多万立方米,增加设计灌溉面积1.8万亩。
卧龙水库,集水面积44平方公里,坝高13米,堰顶以下库容560万立方米,总库容1,000万立方米,计划在19$7年设计加闸,兴利库容可坛加300余万立方米。
龙口水库,集水面积37平方公里,坝高14米,总库容580万立方米,堰下库容224万立方米,其启闭设备经改造后,汛期便可代闸运行,防洪库容356万立方米,其大部分可做为兴利库容,增加300万立方。米水量,扩大灌溉面积1万余亩,效果还是比较显著的。
对于中、小型水库兴利与防洪库容的共用程度,要根据水库的具体库容特征和洪水的规律性,做具体的科学分析。其共同问题在理论上是符合科学规律,而在实践上又得到检验并见诸成效的。
从工程泄流能力看,堰上水位高,泄洪能力大,很短时间内库水位急剧下降。一般由于防洪、兴利库容共用,汛期基本关闸拦洪,当大洪水到来之时,库水位虽然较高,但已经开闸,将有较大流量下泄,并在头1一2个小时内,库水位急剧下降,第一次洪峰到来时,库水位仍未达到开始的水位。如青云河水库,7月份关闸,库水位达到19.8米,闸门挡水1.8米。把19.8米做为起调水位,如果出现200年一遇洪水时,立即开闸泄流,直到第二波主峰到来时(为第30小时),库水位超过原来的19.8米高程,并很快达到最高水位20.94米高程,到第37小时水位又降到19.8米高程,并渐渐下降。从洪水过程线及泄流过程线可以看出,当库水位在19.8米时,发生200年一遇洪水,当洪水刚入库时,立即开闸泄流,待第6小时头波次峰211立方米/秒入库时,由于高水位泄流,库水位较低,加上调节的作用,水库泄流79立方米/秒;待第30小时主峰流量698立方米/秒入库后,由于调节作用,泄流量被削减为469方米/秒,减少229立方米/秒,并拖后2小时,泄洪过程延长5小时。
据此,防洪库容可兼作兴利库容,不仅在正常年份能多蓄水扩大灌溉面积40-70%(青云河水库由2. 18万亩,扩大到3. 94万亩),特别是因为多蓄水可以调节多水和干旱年份的用水,以保证工农业生产的需要,还可以增大养鱼和繁养小生物水面,增加收入。
在中、小型水库的兴利与防洪库容共用的运行中,要研究和解决的问题是:
1、启闭设备要灵活、迅速、安全可靠。特别是要有备用设备,以防万一。如青云河水库是电、柴两用的油压启闭机,30秒钟启门高1米。龙口水库过去用手遥启闭机,1小时才启门1米高,不能保证快速启门泄流的需要,经改造为油压启闭机后,就解决了这个问题。
2、下泄洪水流量较大,会造成下游洪水漫岸。此问题由于水库防洪标准高(多为200-1, 000年),河流防洪标准低(为5-20年),这是一个矛盾。既使不关闸蓄水,汛前腾空防洪库容,水库泄洪流量仍将是很大,虽然洪水漫峰是不可避免的,但要有适当措施,以免造成大的损失。
3、高水位启门泄洪,闸门因受振动有损伤的可能,要注意研究避免。