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1、北台子水库工程特性表序号项目名称单位数值备注一自然特性及气象水文1流域面积Km210.52河道比降1/50-1/703年最高气温30.14年最低气温-33.15年平均风速m/s4.46年蒸发量mm16967年降水量mm3428保证率p=50%的年径流量万m3736.729设计洪水标准及洪峰流量（q5%）m3/s23经验公式法10校核洪水标准及洪峰流量（q0.5%）m3/s42.4经验公式法11设计洪水总量万m318水文图集12校核洪水总量万m332水文图集13主河道流程km8坝址以上二水库特征1正常水位m2355.12有效库容万m3127年调节3兴利库容万m31274死水位m2346.2北台子
2、水库工程特性表序号项目名称单位数值备注5 死库容万m346 汛期限制水位m2352.617 汛期限制库容万m369.18 设计洪水位m2352.449 校核洪水位m2352.9910 防洪库容万m361.911 总库容万m3131三 建筑物特性1 主坝型壤土均质坝2 坝顶高程m2356.9 3 坝长m660 4 坝顶宽m6 5 最大坝高m13.7 6 输水洞型式城门洞型 7 输水洞最大泄量m3/s318 输水洞长m1119 副坝型式倒梯形 10 截水槽底宽m311 截水槽边坡1：0.5二一一年度北台子水库控制运用计划第一章 基本情况一、流域概况北台子水库位于山丹县霍城镇沙沟村，距县城南47公里
3、，处在霍城河红岩坝河中游，清霍公路蓝桥以上1.8km处，属黑河水系，发源于霍城镇西湾湖，是山丹马营河的支流。红岩坝河流域东至驼岭山和霍城大河西岸、西至民乐县圆圈子及霍城西山，南起民乐通三场公路，北到李霍公路蓝桥。水库坝址以上水系呈树枝状，主要有上游的常家湖、王家泥沟子、黄胶泥口子、教场湖以及其它零星泉水。红岩坝河位于湖区东侧，红岩坝、西山坝、新开坝均以湖区自然地势自成三个独立引水渠系，从东向西依次排列，从每年的2月3日开始，各坝陆续压水灌溉，至11月28日冬灌结束后，新开坝、西山坝水量均归红岩坝河，在霍城蓝桥处与霍城东河水相交入霍城河归李桥水库。流域两岸及河床内大部均为农田，河床比降为五十分之
4、一至七十分之一间，且上游不延伸到祁连山区，东西宽1.1-1.5km之间，南北长约10km，控制流域面积10.5 km2。二、水库工程概况水库工程初步设计经张掖市水务局，张掖市发展和改革委员会以张掖市水发200580号文件批复，并以张掖市水发200596号文件批准，于2005年7月正式开工建设，2007年11月竣工，并下闸蓄水，投入试运行。完成总工程量56万m3，劳动工日72万个，总投资900万元。工程枢纽总体布置包括拦河大坝、副坝、输水洞三部分组成。大坝为壤土均质坝，坝长660m，最大坝高13.7m（从清基线算起），相应高程2356.9m，坝顶宽6m，上游坡比1：2.5、下游坡比1：2；副坝布
5、设在河床右岸，接主坝桩号0+660处，并向库区延伸至回水线以上，总长387m，主要防止水库侧向渗漏，为倒梯形截水槽形式，用壤土回填防渗；输水洞布设在右坝肩，为城门洞型，全长111m，担负着灌溉、泄洪等任务，最大下泄流量为31m3/s，主要建筑按四级设计，地震烈度为8度，设防标准为20年一遇洪水设计、洪峰流量为23立米/秒，200年一遇洪水校核、洪水流量为42.4m3/s。水库坝顶高程2356.9m，正常蓄水位2355.1m，相应库容130万m，兴利库容126万m，死水位2346m，相应库容4万m。北台子水库由霍城镇、李桥乡、位奇镇的6个村受益，水库设计灌溉面积1.0623万亩。水库建成运行后，
6、可使下游1.0623万亩农田得到适时适量灌溉，彻底解决了红岩坝渠系的灌水紧缺的问题。三、工程运行管理北台子水库工程隶属霍城河水利管理处管理。工程建成后，尚处于试运行阶段，水库蓄水严格执行试运行控制运用标准，2008年最高蓄水量达60万m3，2009年达90万m3，2010年达130万m3。由于受干旱天气的影响，河源来水量相对稳定，本流域内没有产生洪水，由此水库也没有受到洪水的威胁与考验。四、水文气象该流域地处大陆腹地，属高寒半湿润区气候，寒温带大陆性气候特征明显，总的特点是气温低、雨量较少、昼夜温差大、无霜期短、日照充足、辐射强度大。年平均气温0.20C，最高年平均气温0.90C，最低年平均气
7、温只有-0.7oC，极端最高气温为30.10C，极端最低气温为-33.10C，气温自北向南，随海拔升高而降低。多年平均降水量为342mm，多年平均蒸发量1696mm，蒸发量自北向南随海拔升高而逐渐减少，年平均风速4.4m/s，最大风速达19.0m/s，67%的风向为西北风，33%为偏东风，年平均无霜期101天，最短无霜期59天，最长无霜期143天。五、工程安全状况分析评价在三年的试运行期间，管理单位加大对工程各部位观察，对坝后渗流进行定期观测、分析，没有出现任何异常现象，我们认为质量是可靠的，是能够经得起标准内洪水的考验。第二章 汛期控制运用计划一、主次汛期洪水分析1、主、次汛期时段确定根据红
8、岩坝河流域的水文特性及洪水分析情况，全年可分为主汛期、次汛期、非汛期三个时段。主汛期为月20日月20日，次汛期为6月1日月20日和8月21日9月20日，非汛期为9月21日至次年的5月31日。2、洪水分析 红岩坝河属童子坝河废弃老河床，后因地质变化，该河床部分隆起，童子坝河向西改道入民乐县。上游降水形成径流出山后一部分渗入大马营滩补给地下水，一部分由后稍沟渠及大小香沟渠引出大马营滩，沿途农田灌溉。另一部分大马营滩的潜水和灌溉回归水至霍城镇的泉头村等地带出露成泉，形成东湾湖、西湾湖等湖区，成为红岩坝河的主要水源。所以红岩坝河的主要径流来源是地下水即出露泉水。红岩坝河上游的后稍沟、大、小香沟、童子坝
9、河等诸河深入山区，植被较好，降雨多，是河流的主要水源地。从1：5万地形图观察和现场实地踏勘，祁连山北麓出山河流，后稍沟、大、小香沟的洪水河道从东侧汇入东河，在坝址以下的李霍公路蓝桥处汇入红岩坝河，其童子坝河洪水向西入民乐县。红岩坝河湖区以上全部为军马场耕地，从地图上观察，为鱼脊型地形，即中间高两侧低，该区域由于全部为耕地，产洪量较小，所产生洪水向东汇入东河，经三场通民乐公路东河桥最终进入马营河，不流经红岩坝河，向西汇入童子坝河下泄。经现场踏勘，在湖区段公路上未发现过洪涵洞、渡槽等排洪建筑物，经向当地居民询问和调查，也证明了这一点。湖区至水库坝址处约8km，流域面积为10km2左右,且两岸及河床
10、内均为农田，基本不产生地表径流，经现场踏勘询问，无行洪痕迹和行洪历史。红岩坝河左岸为西山，集水面积主要向童子坝河，向东山势较缓，大部分开垦种小麦并夹有部分林草，经全面细致踏勘，在左岸西山坡下未发现任何洪水沟道，耕地也没有冲毁的迹象，经调查询问当地农民，由于西山较小，再加上降雨量不大,不能形成洪水.经以上调查、踏勘分析，由于红岩坝河所处地势的特殊性，流域湖区以上所产洪水均有排泄通道，不会汇入水库，所以本次该河流洪水计算只计算湖区至坝址区域所产生的洪水。二、调洪演算（主汛期）1、洪峰流量推算经以上分析，北台子水库计算洪水流域面积10.5km2，经现场踏勘和调查，50%以上为农田，西山山坡也为农田，
11、从保险出发，有效产流面积仍按10.5km2计算。由于该河无实测洪水资料，且流域面积小，并且靠进西大河，因此，洪水计算采用甘肃省水文图集推荐的西大河流域经验公式计算洪峰流量。0.5%=12.4/F0.477q5%=6.71/F0.477式中：q0.5%、q5%分别为200年一遇校核和20年一遇设计洪峰流量模数。F：集水面积，按10.5km2计算。根据以上公式，计算得o.5%=4.04m3/s/km2， q5%=2.18m3/s/km2由此推算得200年一遇校核洪水洪峰流量为42.4m3/s，20年一遇设计洪水洪峰流量为23m3/s。同时，为了对成果进行检验和校核，又采用瞬时单位线法进行了计算，经
12、计算200年一遇校核洪水洪峰流量为39.6m3/s，20年一遇设计洪水洪峰流量为19.53/s，二者计算成果基本一致。甘兰设计院在1999年完成的山丹军马场三场大香沟水库初步设计报告中的大香沟水库洪水计算成果与红岩坝河相比较，如下表。北台子水库与大香沟水库设计洪峰比较 表26工程名称北台子水库大香沟水库流域面积（km2）10.522.65频率（%）5%0.5%5%0.5%经验公式法（m3/s）2342.460118瞬时单位线法（m3/s）19.539.644.7101从上表中可以看出二者成果基本接近,大香沟由于海拔比北台子高,所以计算结果相应也大。由于我省采用瞬时单位线法一般要求流域面积在10
13、0-1000km2，而本流域面积只有10.5km2，所以其成果仅作定量比较。2、洪水历时计算根据甘肃省水文图集中设计洪水历时经验公式，该流域属于内陆河前山地区，洪水历时计算公式为：=0.769F0.344式中： T设计洪水历时 F集水面积，按10.5km2计算。按上式计算的洪水历时为1.73h，说明该流域洪水属于陡涨陡落型，洪峰较大，但来得快、退得快，考虑到该流域内农田面积大，下垫面产流条件不同于裸露山区，洪水历时相对较长，参考邻近流域洪水历时，从安全角度出发，设计洪水历时采用8h。3、洪量分析洪水总量的分析计算，因无实测资料，采用甘肃省水文图集中洪水总量经验公式内陆河流域的公式进行计算：p=
14、0.047Qp0.952(T+2)1.29式中Wp某一频率洪水总量(万m3)Qp某一频率洪峰流量(m3/s)T设计洪水历时,本处取8h。根据以上公式计算得:W5%=18万m3W0.5%=32万m3洪水过程线采用典型洪峰流量过程线百分数分配表计算，设计和校核洪水过程线见附图2。 北台子水库汛期分时段防洪限制成果表 表指 标主汛期限制水位（m）次汛期限制水位（m）正常蓄水位（m）库水位（m）2352.662353.462355.1相应库容(万m3)7088131蓄水量/预留调洪库容(万m3)6042主汛期时段：6月20日8月20日；次汛期：6月1日6月20日、8月21日9月20日 北台子水库调洪演
15、算成果表 表3频率%洪峰流量（m/3s）洪水总量（万m3）最高 洪水位(m)允许最高洪水位（m）低于防洪体顶(m)最大下泄流量(m3/s)安全与否W5%23182351.92355.15.631安全W0.5%42.4322352.62355.14.8931安全三、主次汛期汛限水位确定根据北台子水库调洪计算和洪水分析，由于红岩坝河所处地势的特殊性，流域湖区以上所产生洪水均有排泄通道，不会汇入水库，所以该河流洪水计算只计算湖区至坝址区域所产生的洪水。北台子水库完工后各项检验指标均达到了设计要求，蓄水前霍城水管处及时上报蓄水计划及申请，经张掖市张市水发2007145号文件批复，于2007年11月30
16、日正式蓄水。根据调洪演算及洪水分析，结合水库2008年、2009年、2010年蓄水情况，经过三年多的实地观察与观测，大坝及其它设施均未发现异常现象，可以说水库工程质量可靠，蓄水安全。基于新建水库初次运行，最高水位控制在110万m3以内，以确保大坝安全。主汛期水库基本处于空库和低水位运行，即使遭遇校核洪水32万m3，输水洞泄洪流量达31m3/s，3小时内就将洪水全部泄完，完全满足泄洪要求，保证水库安全度汛。同时水库水位还低于目前最高水位，所以主汛期汛限水位确定为2352.66m、相应库容70.0万m3；次汛期汛限水位确定为2353.46m、相应库容88万m3。这样即满足水库兴利要求，同时也满足水
17、库防汛要求，所以水库防洪是安全的。四、水库调度原则与程序1、调度原则：水库调度应遵循确保工程安全置于首位和防护区的洪灾总损失最小的原则，坚持兴利服从防洪，防洪兼顾兴利的原则。北台子水库汛期达到设计洪水位，最高洪水位以上的超标洪水时，调度权限属县抗旱防汛指挥部；库水位低于设计洪水或最高洪水位以下时，调度权限属霍城水管处，其他任何单位和个人不得干涉。2、调度程序:当水库发生设计标准洪水时，由水库防洪领导小组及时向县防汛指挥部告知，向指挥部主要领导汇报，做好泄洪前的准备工作，并按照设定的工作程序进行，同时通知水库下游单位及村社做好防洪抢险准备工作。当水库流域发生超校核洪水时，及时向市、县防汛指挥汇报
18、，并全力泄洪。第三章 兴利调度计划一、灌区概况、社会经济状况北台子水库受益区包括霍城、李桥、位奇二镇一乡个行政自然村，现有农户764户，人口2943口，劳动力1920个，以种植小麦、油料为主。2002年灌区人均纯收入达2846元。灌区基本情况见表4-1。 灌区社会经济情况统计表 表4-1名 称户数（户）人口（口）配水面积（亩）粮食产量（吨）油料产量（吨）农民人均纯收入（元）候 山24188836001002.2793167吴 宁2479523050536982485巴 寨2038073084387782679新庄四社53234700100403104双湖5、8社206218921075.472
19、793合 计7642943106232046.9300.472846长期以来,由于红岩坝河无调蓄设施,河道来水与灌溉不同步,造成一方面大量弃水,一方面又灌溉缺水,水资源供需矛盾突出，为解决这一问题，灌区被迫采取春季早压水,冬后迟退水的办法,现已形成“穿年灌”现象，即今年灌水明年种田，不仅使灌溉水效益低，而且淹滩漫路、村镇进水现象时有发生，水量浪费大，同时还造成水利设施冻胀严重，无法正常改造维修，马营河灌区续建配套与节水改造规划中确定的渠系及田间工程改建任务无法正常开展。为了多灌地，各坝采取延长灌溉轮期的办法，仍不能解决灌溉用水紧张缺的矛盾，加之灌溉来水量受时空影响变化较大，造成灌水不均，使坝与
20、坝之间，村与村之间，社与社之间，农户之间相互争水抢水，水事纠纷时有发生，水费收缴困难，到位率低，尤其是在每年六、七月份的“卡脖子”旱，相当一部分农田不能适时灌溉而减产，无法实现依靠农业增收的目标，进入7-9月份后，降水量相对较多，使大量的水被引灌秋荐地而成无效灌水，造成水资源的大量浪费。水资源的短缺直接制约着农村经济的发展。2、灌区现状北台子水库灌区属霍城河下游，是古老的农业耕作区，为改善灌区灌溉用水条件，在70年代末，建成干、支、斗、农渠222条长213.8km，其中：引水干渠一条长17km，支渠二条长3.29km，采用砼预制砖衬砌防渗的梯形断面渠道,有65%的斗、农渠采用干砌石衬砌，其余为
21、土渠输水灌溉，配套面积0.65万亩。但经多年运行，渠道破损严重，干支渠完好率不足32%，渠系水利用率偏低，根据2003年12月甘兰水利水电建筑设计院完成的马营河灌区续建配套与节水改造规划（已经水规总院批准）统计分析，霍城灌区现状渠系水利用系数为0.531，田间水利用系数为0.885,灌溉水利用系数仅为0.47。农作物为春小麦、油料、豆类、洋芋及其他，作物一年一熟。灌区常年配水面积1.0623万亩,根据现状灌溉制度,灌溉定额为257m3/亩,灌区灌溉净用水量为276.4万m3,毛灌溉用水量为588.1万m3,现状灌区人畜用水量54.8万m3,灌区总用水量为642.9万m3,根据灌区来水和用水情况
22、进行水资源平衡计算,灌区现状缺水为202.2万m3,保灌面积仅为0.53万亩。由于无调蓄工程，灌区弃水304万m3，造成了水量大量浪费。3、设计灌溉保证率根据灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99）规定，以旱作物为主的缺水灌区，其设计灌溉保证率取50-75%。由于山丹县属于缺水地区，水资源十分有限，故灌区设计灌溉保证率取为50%，生活用水保证率取95%。二、水库兴利调节计算1、年度来水量预测分析根据北台子水库坝址经流分析，水库来水量由两部分组成：一部分是流域内西湾湖区泉水溢量，根据多年水量观测，水库上游各坝p=50%时的流量分别为：红岩坝0.116 m3/s、王林坝0.08 m3/s、新
23、开坝0.161 m3/s、西山坝0.111 m3/s，其水量分配全年接近一致。另一部分是通过引水渠道（管道）将后稍沟地表径流量按1975年分水决议案确定的分水比例分配给红岩坝（含水库上游王林坝）渠系水量，分水比例为15.96%。根据后稍沟近10年引水实测记载，p=50%的年引水量为618.5万m3，日均引水流量0.468m3/s。根据多年的引水情况，今年后稍引水时间确定为5月1开始至9月30是结束，历时153天，后稍沟全年引水618.5万m3，则红岩坝、王林坝年分水量98.7万m3,其中:红岩坝渠系(水库下游)灌溉水量74.22万m3。由此可见，北台子水库坝址径流量为736.72万m3。详见北
24、台子水库径流逐月计算表2-1。 北台子水库径流逐月计算表 表2-1月份坝名十二一二三四五六七八九十十一全年合计红岩坝31.0731.0728.0631.0730.0731.0720.0521.0521.0520.0521.0516.04301.7王林坝21.4321.4319.3515.911.0613.8214.5214.5213.8214.5211.06171.43新开坝42.8542.855.534.1595.38西山坝29.7329.7326.854.82.8893.99后稍沟(=50%)10.088.633.5116.725.3174.22合计125.08125.0879.7751.
25、7730.0752.2142.4769.0852.2939.1835.5734.13736.72蒸发及渗漏损失由于北台水库区域无实测蒸发资料,水库渗漏蒸发损失不易测算,考虑到库区地质条件较好，蒸发、渗漏损失按时段蓄水库容的2%估算。水库库容曲线根据2005年实测库区1/2000地形图，以上坝线为准绘制，其成果见附图：2、年度用水量分析计算根据北台子水库灌区新的灌溉制度和年度配水计划，设计用水过程分析，下游灌区1.0623万亩农田灌溉总用水量534.93万立米,具体用水过程见下表2-2。 北台子水库设计用水过程 表2-2用水类用水类型用水过程（万立米）合计123456789101112P=50%
26、灌溉用水/63.1863.18/51.07138.3494.0118.443.0863.67/534.933、兴利计算兴利库容确定红岩坝河主要以泉水为主，后稍沟补充部分水量、水量稳定而均匀，平水率p=50%径流量736.7万m3。灌区用水以农业灌溉为主，属干旱地区。根据资源来水和灌区用水过程情况对设计水平率进行水库调节计算，计算的兴利库容为127万m3、根据工程式布置的要求和考虑少量淤积、设计死库容4.0万m3、水库总库容为131.0万m3，相应水位为死水位2346.2m，正常蓄水位2355.1m。水库调洪计算由于红岩坝河流域面积很小，再加上所处地理位置的特殊性，该河流洪水峰、量均较少。根据流
27、域洪水计算，设计洪峰流量23 m3/s，相应8h洪水总量18万m3，校核洪峰流量42.4万m3，相应8h洪水总量32万m3。根据水库兴利调节计算成果，在汛期6-9月份，水库最大库容为37.1万m3，水库基本处于空库和低水位运行，即使遭遇校核洪水，考虑洪水全部入库，水量也只能达到69.1万m3，不会超过正常兴利库容的正常蓄水位，同时，输水洞最大泄量为31 m3/s，在洪水期间部分洪水可由输水洞泄出，确保水库安全度汛。2、年度轮廓计划北台子水库建成后，引起了各级部门的高度重视，2008年1月18日县政府支持召开了北台子水库渠系水利代表大会，讨论通过了北台子水库水量配置方案和初期水库控制运用计划，依
28、据配置方案，现结合灌区实际，分析制定年度轮廓计划。春灌从2月26日开始，至3月24日结束，历时27天，灌溉用水量104万m3，一轮夏灌从5月16日开始，至6月16日结束，历时31天，灌溉用水量104.5万m3，二轮夏灌从6月21日开始，至7月22日结束，历时31天，灌溉用水量129.4万m3，冬灌从9月15日开始，至10月26日结束，有效历时41天，灌溉用水量173.2万m3，全年灌溉用水量543.93万m3。详见附表3-2第四章 水库安全渡汛措施北台子水库处在新建初运行期，做好汛期水库安全检查、监测工作至关重要，采取有效措施，切实做好水库安全度汛工作。一、建立健全防汛组织机构。严格执行水库调
29、度运用计划，建立健全以主管水利工作的副县长为行政首长负责的防汛指挥机构，水库管理单位、霍城水管处成立以主要领导负责制的防汛领导小组，以加强对防汛工作的领导，并配备足够的专业技术人员和泄洪建筑物的闸门启闭机操作人员，做到组织落实、领导落实、任务落实。二、建立可靠的水库调度通信系统。要进一步完善水库报汛站点的任务、人员、设备测报手段和通信条件，落实防汛期通信系统畅通，保证测报信息传递准确及时。三、加强汛期安全检查工作。汛期安全检查、监测工作按照水管处制定的大坝安全检查、监测制度执行，汛期并进一步细化。随时掌握工程的安全状况，明确检查内容和要求，具体任务落实到人，对发现的问题及时汇报，并提出补救措施尽快处理。四、做好防汛准备工作。汛前应对泄洪建筑物的机电设备、电源进行认真维修、保养和试运行，发现问题及时处理；积极组织防汛抢险物资、设备、器材的储备；五、尽职尽责，确保安全。在汛期内，领导小组及工作人员必须到位，坚持昼夜值班观测，及时把汛情通报防汛指挥部，防汛队伍随时听从防汛指挥部和水库领导小组的调遣，遇有险情，抢险队伍要及时到位，投入水库防汛抢险，确保水库安全。