摘要 为缓解天雹水库水资源供需矛盾，优化水资源配置，提高水资源利用率，本文通过对天雹水库汛限水位调整的必要性及可行性进行分析，在保证大坝、溢洪道等设施安全及下游可利江排涝安全的前提下，对天雹水库汛期限制水位进行优化调整。
关键词天雹水库；汛限水位；优化调整
1 水库概况
天雹水库位于三瀑江中下游，现状水库总库容1360万m3，兴利库容880万m3，防洪库容211万m3。现状水库正常蓄水位96.38m，汛期限制水位94.60m，防洪高水位96.88m，是一座以供水、灌溉及防洪等综合利用的中型水库。水库枢纽工程主要建筑物由主坝、东副坝、西副坝、溢洪道及主、副坝放水设施、应急水源放水设施等组成。目前天雹水库主要供水任务包括南宁市应急供水、天雹水库自来水厂供水及天雹水库灌区灌溉用水。同时天雹水库是可利江治涝工程的一部分，承担下游防洪任务，其标准为雨洪同期P=5%暴雨洪水。
2 汛限水位调整的必要性
随着南宁市城区用水量的持续增长，天雹水库供水规模不断扩大。天雹水库被列入南宁市备用饮用水水源，水库需预留412万m3备用水源库容以满足应急用水的需求。另外天雹水库自来水厂目前设计日供水量为2.0万m3/d，此外还承担着天雹水库灌区0.27万亩农田灌溉任务。
根据天雹水库近年来实测水位统计，由于天雹水库汛期末来水较少和汛限水位的设定，汛期末（9月底）约3/4的年份不能蓄水至96m，蓄水至正常水位（96.38m）的年份很少，致使水库蓄水量不足，导致水库在供水期供水能力不足，影响水库发挥正常效益。
天雹水库自来水厂设计年取水量为511.0万m3，天雹水库灌区年均用水量197万m3，其中枯水期（10月～次年3月）年均灌溉用水量88.3万m3。在预留备用水源库容后，天雹水库可供天雹水库自来水厂供水及天雹水库灌区利用的库容由原来的880万m3降低到415万m3，进一步减少了调节库容。
随着供水规模的不断扩大，天雹水库供需矛盾日益突出，亟需通过工程或非工程措施，完善水库调度方式，提高水库汛期限制水位，以优化水资源配置，提高水资源利用率。
3汛限水位调整的可行性
3.1汛限水位调整制约因素分析
（1）水库挡水、泄水安全。汛限水位调整后，水库设计、校核等工况下，大坝坝顶高程须满足要求；溢洪道闸门高程须满足挡水和泄水要求。
（2）下游河道安全泄量。根据天雹水库调度规程及应急预案，天雹水库下游河道的安全泄量为310m3/s，即水库汛限水位调整后，不能超出原河道安全泄量。
（3）可利江出口控淹水位。环相思湖水系建成后，可利江、心圩江洪水将实现自由连通，发生雨洪同期洪水时，可利江不能调蓄的洪水通过连通运河进入心圩江，由心圩江泵站抽排，心圩江、可利江内江控淹水位分别为73.5m、74.0m。
由于天雹水库承担的防洪任务为拦蓄雨洪同期洪水，故其防洪任务可由下游心圩江泵站替代，尤其是随着心圩江泵站的扩建，已具备减小甚至取消天雹水库防洪库容的条件。因此，随着可利江排涝体系的不断完善，为适应可利江新的防洪体系，发挥心圩江泵站功能，提高区域防洪和兴利整体效益，对天雹水库调整汛限水位论证是可能的。
根据天雹水库实际运行情况及在防洪排涝、供水及灌溉等方面发挥的作用，本次汛限水位
拟定三个方案，即方案一为94.60m（现状）、方案二为95.50m、方案三为96.38m（正常蓄水位）。本次论证从水库防洪与排涝安全、调度运行方式和管理等方面进行对比分析。
3.2防洪与排涝安全
3.2.1对天雹水库安全的影响
（1）洪水调节计算
根据拟定的各方案汛限水位作为起调水位，进行调洪计算，计算各方案设计洪水位，详见表3-1。
表3-1 天雹水库洪水调节成果表
标准 | 洪峰流量(m3/s) | 起调水位(m) | 最大下泄量 (m3/s) | 坝前高水位 (m) | 相应库容 （万m3） |
P=3.33% | 354 | 94.60 | 245 | 96.86 | 1069 |
95.50 | 259 | 96.94 | 1077 |
96.38 | 276 | 97.04 | 小功率电磁炉1087 |
设计P=1% | 426 | 94.60 | 332 | 97.36 | 1120 |
95.50 | 346 | 97.44 | 1127 |
96.38 | 358 | 97.51 | 1135 |
校核P=0.05% | 667 | 94.60 | 530 | 98.37 | 1227 |
95.50 | 538 | 98.41 | 1231 |
96.38 | 548 | 98.45 | 1235 |
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（2）对大坝挡水安全性的影响
现状天雹水库主坝、东副坝、西副坝均为均质土坝，坝顶高程分别为103.87m、102.30m、103.80m。从三个方案的洪水调节计算成果可以看出，起调水位越高，坝前水位越高，但各频率水位均低于2004年除险加固设计的水位（其设计洪水位为98.74m，校核洪水位为99.56m），故各工况下坝顶高程均是满足要求的，各方案对大坝挡水安全性影响均不大。
（3）对溢洪道闸门的影响
天雹水库溢洪道溢流堰采用混凝土宽顶堰，堰顶设7孔防洪闸，闸门为露顶式平板定轮钢闸门，单孔尺寸6.5×2.8m。防洪闸闸门顶高程为97.40m，高于正常蓄水位96.38m与0.5m安全超高，各方案挡水时的水位均未超过正常蓄水位与安全超高之和，防洪闸闸顶高程均是满足挡水要求的。
（4）对溢洪道下泄流量的影响
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起调水位越高，溢洪道下泄流量越大，但各频率下泄流量均低于2004年除险加固设计的下
泄流量（设计工况下泄流量为375m3/s，校核工况下泄流量为561m3/s），故溢洪道下泄流量对水库溢洪道安全影响不大。
3.2.2对下游防洪排涝的影响
心圩江泵站抽排流量为115m3/s，总装机容量为11960kW。根据计算的洪水过程线以及心圩江、可利江水位～容积成果，分析计算三个汛限水位调整方案的特征水位，见表3-2。
表3-2 心圩江泵站调洪成果及泵站特征参数成果表
方案 | 标准P（%） mi.10bt.info | 流量(m3/s) | 大米淀粉内江水位（m） | 外江水位(m) |
洪峰 | 抽排 | 起抽 | 控淹 | 设计 | 最高 | 关闸 | 最高 | 设计 |
方案一 | 5 | 充气包装袋320 | 115 | 70.80 | 73.50 | 71.73 | 73.30 | 70.8 | 80.18 | 蝶型弹簧73.27 |
方案二 | 324 | 115 | 71.73 | 73.37 |
方案三 | 330 | 115 | 71.73 | 73.42 |
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根据以上计算结果可知，天雹水库调整后心圩江泵站最高水位均未超过控淹水位73.50m，对心圩江泵站调度运行基本没有影响，下游防洪排涝影响不大，不成为制约因素。
3.3对调度运行方式和管理的影响分析
根据天雹水库现状调度运行规则，水库设定汛限水位后，需根据汛期和枯水期调整不同的水库水位，在汛期前将水库水位降低至汛限水位，汛期末蓄至正常水位。汛期发生洪水时，一旦水库水位超过汛限水位即报警，对于方案一，溢洪道顶高程即为汛限水位，汛期容易超限，持续报警，通常需通过放水塔等放水设施预泄或者辅助放水，增加了操作管理难度，对于放水设施安全也是不利的。而其它方案在不发生警报的情况下，可通过溢洪道泄洪降低库水位，尤其是对量级较小的洪水，管理较为方便。
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