貴州貓跳河梯級水庫防洪預報及調度

鮑優堯(國電貴州電力有限公司 紅楓水力發電廠，貴州 清鎮 551417)

貴州貓跳河梯級水庫防洪預報及調度

鮑優堯(國電貴州電力有限公司 紅楓水力發電廠，貴州 清鎮 551417)

貓跳河梯級水庫由不同級別水庫串聯而成。為保證水庫安全度汛，需做好洪水預報工作，并針對各級水庫采取適當的防洪調度方案進行聯合防洪。結合貓跳河梯級水庫的實際情況，在有可靠洪水預報的前提下，采用防洪補償調節與錯峰調節并存的方式進行聯合防洪調度，保證各水庫的安全經濟運行。

梯級水庫;防洪預報;貓跳河水利樞紐

水庫具有發電、供水、防洪、水產養殖、航運等多重功能。水庫的安全度汛對其安全經濟運行至關重要。貓跳河梯級水庫為串聯水庫，其防洪工作不僅要考慮某個水庫的安全度汛，還應進行聯合防洪調度，防止對下游水庫造成過大防洪壓力，從而保證整個梯級水庫的安全運行。

1 梯級水庫概況

1.1 流域概況

貓跳河是貴州中部烏江南岸的一條支流,發源于安順市境內，流經安順、平壩、清鎮、貴陽、修文等縣(市)，于沙坡附近注入烏江，河流全長約180km，總落差549.6m，平均坡降3.04‰，流域集水面積3 195km2。

1.2 降水特性

貓跳河流域屬亞熱帶季風氣候區。降水在地區分布呈自上游向下游遞減的趨勢。暴雨以6、7月最多，持續時間多在1～2d，1d降水量主要集中在9～12h，短歷時暴雨強度很大。

1.3 洪水特性

該流域集水面積雖不大但洪水組合情況較復雜，在紅楓常出現復式洪峰。1次洪水歷時一般5～7d，漲水歷時9～36h不等，其洪量主要集中在2～3d。

流域內洪枯流量相差大。如修文電廠水文站1959年6月26日至7月2日1次洪水總量達3.5億m3，為該站多年平均徑流量的27%，而洪峰流量1 740m3/s，為多年平均流量40.6m3/s的42.9倍。

1.4 開發簡介

貓跳河梯級分6級開發，主要任務是發電，其中1、2級電站兼有灌溉、工業及城市供水及水產養殖等綜合效益。各水庫分布情況見圖1。

2 梯級各水庫優缺點

2.1 紅楓水庫

紅楓水庫是貓跳河梯級的龍頭水庫，總庫容7.529億m3,為不完全多年調節水庫, 是貓跳河梯級水庫水量調節的總樞紐,也是確保防洪安全的關鍵性工程。閘門原設計為卷揚機啟閉，只能以全開或全關的方式進行調度，后改造為液壓式啟閉，可以進行開度控制運行。

庫容大及溢洪閘門能開度控制運行是紅楓水庫在梯級聯合防洪中最大的優點。庫容大意味著可以多蓄水，在有可靠天氣預報及洪水預報前提下,能采取完全關閘錯開下游區間洪峰的方式為下游防洪。閘門能開度控制作用是指遇較大洪水時，紅楓水庫一旦關閘將不利于水庫本身的安全,在這種情況下,通過閘門開啟高度的大小控制好下泄流量，使之既能保證水庫本身的安全又能減緩下游水庫的防洪壓力。

2.2 百花水庫

百花水庫是貓跳河梯級的第二大水庫，總庫容2.208億m3，具有年調節性能,汛期可聯合紅楓水庫削減洪峰流量,保證下游水庫大壩安全。

該水庫優點是庫容不算太小，可聯合紅楓水庫為下游電站錯峰。其缺點是閘門只能全開或全關，無法采用開度控制運行。

2.3 修文及以下水庫

修文及以下水庫總庫容均較小，最大的紅巖水庫庫容為0.446億m3,均為日調節水庫(不含紅林)，閘門不能進行開度控制運行。紅林水庫為無調節水庫，大壩為自由溢流。

貓跳河梯級水庫特征數據對比見表1。

3 防洪調度方式

(1) 防洪補償調節。汛期承擔下游防洪任務的水庫，通過閘門逐漸啟閉的方式，使其下泄流量與區間流量之總和等于下游允許安全泄量的調節,稱之為防洪補償調節。

(2) 錯峰調節。承擔著下游防洪任務的水庫在區間匯流時間較短，無法按閘門開啟高度控制下泄流量的情況下，而采取關閘錯開區間洪峰的調節方式稱為錯峰調節。

4 流域洪水預報

4.1 流域分區及雨量站布置

貓跳河流域設有多個雨量或水位監測站點(包括七眼橋站、平寨站、東平站、黃貓村站、青魚塘站、廣順站、麥翁站、紅楓站、百花站、窄巷口站、紅林站、修文站等)。各站點采集的數據通過GSM或VHF能及時準確地傳送至紅楓水情中心，為洪水預報以及實時調度提供可靠的數據保證。

4.2 洪水預報方案

4.2.1 產流計算模型

產流按蓄滿產流單層模型計算，各單元區都采用同樣參數：即Wm=100，b=1.0。產流量R的計算公式為

當A+PE≥Wmm時,則

R=PE-(Wm-W0)

當A+PE

R=PE-(Wm-W0)+Wm(1-
(A+PE)/Wmm)b+1

式中,PE=P-E Wmm=Wm(b+1) A=Wmm[1-(1-W0/Wm)1/b+1] ;A為流域土壤含水量;PE指凈雨;P為降水量;E為蒸發量；Wmm為最大蓄水容量；Wm指平均蓄水容量；W0為初始含水量;b為流域蓄水容量分布不均勻的參數。

4.2.2 匯流計算模型

貓跳河匯流采用新安江模型，即按匯流特性的不同，先將產流量劃為地表徑流和地下徑流，分別進行匯流計算(單位線法)，然后疊加。

地表徑流量Rs及地下徑流量Rg按下式劃分：

當PE≤Fc×Δt時,則

Rg=R Rs=0

當PE>Fc×Δt時,收

Rg=Fc×Δt Rs=R- Rg

式中，Fc為流動平均穩定入滲率,mm/h;Δt為計算時段，經綜合分析,Fc=1.2。

4.2.3 預報精度

貓跳河梯級水庫從建成運行至今，經歷了多次大小洪水，隨著測報系統的建立與完善，洪水預報精度逐步提高。據近幾年的“洪水預報精度評定”結果(見表2)，紅楓洪水預報平均合格率達89.4%，確定性系數平均達0.95,按規范可以評定為甲等預

注:QR>85.0%，DC>0.90,評定為甲級。

報。在如此精度洪水預報的保證下，紅楓、百花水庫可在洪水到來之前最大限度地騰空部分庫容，從而提高水庫的抗洪能力，增強防洪調度的預見性和主動性，為整個梯級聯合防洪調度奠定了良好的基礎。

5 結 語

在有可靠洪水預報的前提下,再結合水庫實際情況,貓跳河梯級防洪可以采用以下調度方式：

(1) 修文及以下水庫為日調節或無調節性能，應結合天氣預報，在洪水來臨之前盡可能通過發電方式將水庫庫存水量下泄，騰空一部分庫容；

(2) 對于中小型洪水，紅楓、百花應在保證自身水庫安全運行的情況下，采用關閘錯開區間洪峰的方式減少下游水庫的防洪壓力；

(3) 對于大型洪水，各水庫均開啟閘門泄洪，在保證自身大壩安全的情況下，紅楓采用防洪補償調節的方式向百花水庫泄洪，減輕百花及以下水庫的防洪壓力。

(編輯：陳紫薇)

2015-04-09

鮑優堯,男，國電貴州電力有限公司紅楓水力發電廠,助理工程師.

1006-0081(2015)04-0029-03

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