不完全年調節水庫汛期汛限水位動態控制研究

摘要：大中型水庫汛期采取汛限水位動態控制已成為當今水庫調度的趨勢。江口水力發電廠水庫設計為不完全年調節，通過分析江口水力發電廠汛限水位動態控制的必要性和可行性，研究汛限水位動態控制過程，擬定了汛限水位動態控制的具體實施方案，對提高水能利用率、確保防洪度汛安全具有重要意義。

關鍵詞：水庫汛期；汛限水位；動態控制；不完全年調節；江口水力發電廠 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV697 文章編號：1009-2374（2015）05-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0348江口水力發電廠水庫位于渠江流域州河的中上游河段，是一座以發電為主，兼防洪、灌溉的大型水利樞紐工程，總裝機容量5.1萬kW，額定水頭26m，設計最大水頭32.5m，水庫總庫容2.77億m3，死庫容0.73億m3，興利庫容1.48億m3，調洪庫容1.02億m3。

1 如何有效地調度水庫洪水

每年的5～10月之間，江口電站都要面臨長時間的汛期，在該電站最初的設計方案中，汛期水位達到325m或其余月份水位達到330m時，就會采取開閘泄洪的手段。有時洪峰入庫流量較小，水庫的泄洪能力綽綽有余，此時的洪峰能夠全部瀉出。有時洪峰入庫流量較大，已經超過水庫的泄洪能力，就應當將大壩的泄洪口全部開啟，避免水庫內的水位繼續上漲。

2 汛期調度運行方式現狀

江口電站水庫分為主汛期和次汛期，兩個時間段有著不同的泄洪手段。

在主汛期期間，整個水庫的最高運行水位被嚴格制定在327m，當水庫水位尚未到327m時，水庫不采取任何泄洪操作。當水位持續上升甚至超過了最高運行水位之后，就要根據實際情況來采取一定的泄洪手段，避免水庫水位過高。次汛期9～10月，在次汛期最高運行水位按328m控制。

3 汛期限制水位動態控制的必要性和可行性

3.1 汛期汛限水位動態控制的必要性

（1）根據四川省水利水電勘測設計院編制并報省水利廳審查批準的川水發[1993]基205號文批復中：在今后水庫的運行管理中積累資料，總結經驗，以使在適當時候對現行方案作進一步優化；（2）渠江流域具有在汛期前后易發春旱、夏旱、秋旱的特點，受汛限水位的限制，江口水庫的發電效益受很大影響。根據多年發電量分析，平均發電量不足設計發電量的80%；（3）水庫汛期實行汛限水位動態控制可以減少棄水，增加汛期蓄水量，增發電量，使洪水資源得到優化利用，解決一場洪水5～6天后都沒有水發電的現狀。

3.2 汛期汛限水位動態控制的可行性

（1）作為一個大型發電站，水庫的水文環境檢測手段十分豐富，不僅能夠實時監測水、雨情的發展狀況，還有一套完善的洪水預報系統，在洪峰來臨之前就能制定好有針對性的應對措施。庫區有水情測報系統，測報范圍覆蓋壩址以上流域面積6364km2；（2）江口水庫建立起了完善的自身管理體系，能有效完成對水庫內部的自我管理；（3）在江口水庫的汛期管理方案中，由于采取的是動態管理的措施，對周邊群眾的生產生活影響較小，只需要按照以往定下的標準就能實現對洪峰的掌控；（4）有足夠的迫降時間騰庫。首先，江口水電站的氣象部門在上下游流域裝有一定數量的天氣雷達系統，能夠及時為水庫的騰庫工作提供準確的天氣信息，避免由于信息掌握不完全而導致的騰庫誤差。其次，江電三臺機發電流量230m3/s及閘門預泄最小安全泄流量4500m3/s，在4～6小時內將庫水位降至汛限水位以下。

4 如何高效準確地完成汛限水位動態控制

4.1 研究方法

由于江口水庫的實際情況多變，因此要建立起動態的洪水預報調度手段。將對洪峰的控制分成三個階段：預泄、滯洪以及退水。在這三個階段中，最關鍵的莫過于預泄了。預泄能為水庫的騰庫提供完整的信息支持，在洪峰來臨之前清理出足夠的水庫容量，讓整個水庫能從容不迫地消耗完整個洪峰。

4.2 確定合理的動態水位

在經過了相關專家的分析之后，我們發現最合適的動態水位區間為327（328）～330m。

4.3 洪水預報調度原則

（1）主次汛期的汛限水位為327m、328m，一般均不得超高，根據氣象、水文部門的預報，為抵御夏旱和秋旱需要超蓄時，必須取得縣、市防洪部門的同意；（2）水庫洪水調度應以水文部門所作的江口水庫洪水預報為依據；（3）上游入庫水文站的水、雨情，應作為水庫實時調度的重要參考資料；（4）在初步了解水庫上游入庫洪水預報及降雨情況后，應及時安排水庫預泄，此時可按洪水預報的時段入庫流量，取后1～2個時段之值作為預泄流量，將庫水位下降到汛限水位以下的適當水位；（5）有的時候，水庫預泄已經進行了一段時間，但是氣象部門的預報洪水洪峰卻持續上漲，此時應當在保證安全的前提下持續提升洪水下泄力度，確保上游更多的洪水在到達水庫的時候有足夠的庫存。

4.4 汛期汛限水位動態控制實施方案

（1）水庫控制面積內若無降雨，根據上級指令，可在目前水位運行。則水庫以蓄水為主；（2）當入庫流量在1000m3/s及以下時，一日洪量最多為0.86億m3，利用水庫的調節作用攔蓄來水，以興利為主；（3）當入庫流量在1000～3000m3/s時，一日洪量為0.86～2.59億m3，在水位達到325.00m時，可適當調整閘門開度泄水，使庫水位不能超過329.50m；（4）當入庫流量在3000～5000m3/s時，一日洪量為2.59～4.32億m3，在水位達到325m時，再根據入庫流量的變化，適時調節閘門開度，使庫水位不超過329m；（5）當入庫流量大于5000～11000m3/s時，根據入庫流量的增加適時增大下泄流量，使庫水位不能超過328.5m。

4.5 通過汛期的汛限水位來創造經濟效益

洪水導致水庫流量的增加，所帶來的并不僅是負面的效益，有經驗的水庫會利用好這一時機，重復利用庫容來實現發電量的增產。一般來說，一次洪峰過后水庫就可增加0.35～0.51億m3調節水量，電量增加400萬kW時，創造高達750W元的額外收入。

5 結語

（1）隨著我國水庫管理手段的不斷提升，水庫管理也越來越發靈活，往往要根據水庫流域周邊的水文、氣象情況進行調整，在各種自動化設備與高素質管理人員的參與下，當前的水庫管理呈現出動態的管理模式，洪水也不再可怕；（2）動態的水庫管理手段不需要改變原有的水庫防洪標準，不需要建立任何的額外設施來輔助管理，能夠充分挖掘出原有工程的潛力，實現了工程經濟利益的二次提升；（3）各大水庫應當根據氣象部門的預報來靈活調整自己的防洪方案，將常規的調度與防洪手段結合起來實現對洪峰的動態管理。處于同一流域的水庫應當組成有機的整體，建立起流域梯級電站水庫群聯合調度制度。

參考文獻

[1] 何建竹，戴泗君.余姚市梁輝水庫汛限水位調整探討[J].浙江水利科技，2007，（5）.

[2] 吳劭輝.水庫汛限水位調整研究[J].節水灌溉，2007，（8）.

作者簡介：羅曉宇（1968-），男，四川宣漢人，四川江口水力發電（集團）廠高級人力資源管理師，高級政工師，工程師，博士，研究方向：企業管理和水電站水輪發電機組。

（責任編輯：周 瓊）