不完全年調(diào)節(jié)水庫(kù)汛期汛限水位動(dòng)態(tài)控制研究

摘要：大中型水庫(kù)汛期采取汛限水位動(dòng)態(tài)控制已成為當(dāng)今水庫(kù)調(diào)度的趨勢(shì)。江口水力發(fā)電廠水庫(kù)設(shè)計(jì)為不完全年調(diào)節(jié)，通過(guò)分析江口水力發(fā)電廠汛限水位動(dòng)態(tài)控制的必要性和可行性，研究汛限水位動(dòng)態(tài)控制過(guò)程，擬定了汛限水位動(dòng)態(tài)控制的具體實(shí)施方案，對(duì)提高水能利用率、確保防洪度汛安全具有重要意義。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)汛期；汛限水位；動(dòng)態(tài)控制；不完全年調(diào)節(jié)；江口水力發(fā)電廠 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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

1 如何有效地調(diào)度水庫(kù)洪水

每年的5～10月之間，江口電站都要面臨長(zhǎng)時(shí)間的汛期，在該電站最初的設(shè)計(jì)方案中，汛期水位達(dá)到325m或其余月份水位達(dá)到330m時(shí)，就會(huì)采取開(kāi)閘泄洪的手段。有時(shí)洪峰入庫(kù)流量較小，水庫(kù)的泄洪能力綽綽有余，此時(shí)的洪峰能夠全部瀉出。有時(shí)洪峰入庫(kù)流量較大，已經(jīng)超過(guò)水庫(kù)的泄洪能力，就應(yīng)當(dāng)將大壩的泄洪口全部開(kāi)啟，避免水庫(kù)內(nèi)的水位繼續(xù)上漲。

2 汛期調(diào)度運(yùn)行方式現(xiàn)狀

江口電站水庫(kù)分為主汛期和次汛期，兩個(gè)時(shí)間段有著不同的泄洪手段。

在主汛期期間，整個(gè)水庫(kù)的最高運(yùn)行水位被嚴(yán)格制定在327m，當(dāng)水庫(kù)水位尚未到327m時(shí)，水庫(kù)不采取任何泄洪操作。當(dāng)水位持續(xù)上升甚至超過(guò)了最高運(yùn)行水位之后，就要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)采取一定的泄洪手段，避免水庫(kù)水位過(guò)高。次汛期9～10月，在次汛期最高運(yùn)行水位按328m控制。

3 汛期限制水位動(dòng)態(tài)控制的必要性和可行性

3.1 汛期汛限水位動(dòng)態(tài)控制的必要性

（1）根據(jù)四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院編制并報(bào)省水利廳審查批準(zhǔn)的川水發(fā)[1993]基205號(hào)文批復(fù)中：在今后水庫(kù)的運(yùn)行管理中積累資料，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以使在適當(dāng)時(shí)候?qū)ΜF(xiàn)行方案作進(jìn)一步優(yōu)化；（2）渠江流域具有在汛期前后易發(fā)春旱、夏旱、秋旱的特點(diǎn)，受汛限水位的限制，江口水庫(kù)的發(fā)電效益受很大影響。根據(jù)多年發(fā)電量分析，平均發(fā)電量不足設(shè)計(jì)發(fā)電量的80%；（3）水庫(kù)汛期實(shí)行汛限水位動(dòng)態(tài)控制可以減少棄水，增加汛期蓄水量，增發(fā)電量，使洪水資源得到優(yōu)化利用，解決一場(chǎng)洪水5～6天后都沒(méi)有水發(fā)電的現(xiàn)狀。

3.2 汛期汛限水位動(dòng)態(tài)控制的可行性

（1）作為一個(gè)大型發(fā)電站，水庫(kù)的水文環(huán)境檢測(cè)手段十分豐富，不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)水、雨情的發(fā)展?fàn)顩r，還有一套完善的洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)，在洪峰來(lái)臨之前就能制定好有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施。庫(kù)區(qū)有水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，測(cè)報(bào)范圍覆蓋壩址以上流域面積6364km2；（2）江口水庫(kù)建立起了完善的自身管理體系，能有效完成對(duì)水庫(kù)內(nèi)部的自我管理；（3）在江口水庫(kù)的汛期管理方案中，由于采取的是動(dòng)態(tài)管理的措施，對(duì)周邊群眾的生產(chǎn)生活影響較小，只需要按照以往定下的標(biāo)準(zhǔn)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)洪峰的掌控；（4）有足夠的迫降時(shí)間騰庫(kù)。首先，江口水電站的氣象部門(mén)在上下游流域裝有一定數(shù)量的天氣雷達(dá)系統(tǒng)，能夠及時(shí)為水庫(kù)的騰庫(kù)工作提供準(zhǔn)確的天氣信息，避免由于信息掌握不完全而導(dǎo)致的騰庫(kù)誤差。其次，江電三臺(tái)機(jī)發(fā)電流量230m3/s及閘門(mén)預(yù)泄最小安全泄流量4500m3/s，在4～6小時(shí)內(nèi)將庫(kù)水位降至汛限水位以下。

4 如何高效準(zhǔn)確地完成汛限水位動(dòng)態(tài)控制

4.1 研究方法

由于江口水庫(kù)的實(shí)際情況多變，因此要建立起動(dòng)態(tài)的洪水預(yù)報(bào)調(diào)度手段。將對(duì)洪峰的控制分成三個(gè)階段：預(yù)泄、滯洪以及退水。在這三個(gè)階段中，最關(guān)鍵的莫過(guò)于預(yù)泄了。預(yù)泄能為水庫(kù)的騰庫(kù)提供完整的信息支持，在洪峰來(lái)臨之前清理出足夠的水庫(kù)容量，讓整個(gè)水庫(kù)能從容不迫地消耗完整個(gè)洪峰。

4.2 確定合理的動(dòng)態(tài)水位

在經(jīng)過(guò)了相關(guān)專家的分析之后，我們發(fā)現(xiàn)最合適的動(dòng)態(tài)水位區(qū)間為327（328）～330m。

4.3 洪水預(yù)報(bào)調(diào)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(jù)氣象、水文部門(mén)的預(yù)報(bào)，為抵御夏旱和秋旱需要超蓄時(shí)，必須取得縣、市防洪部門(mén)的同意；（2）水庫(kù)洪水調(diào)度應(yīng)以水文部門(mén)所作的江口水庫(kù)洪水預(yù)報(bào)為依據(jù)；（3）上游入庫(kù)水文站的水、雨情，應(yīng)作為水庫(kù)實(shí)時(shí)調(diào)度的重要參考資料；（4）在初步了解水庫(kù)上游入庫(kù)洪水預(yù)報(bào)及降雨情況后，應(yīng)及時(shí)安排水庫(kù)預(yù)泄，此時(shí)可按洪水預(yù)報(bào)的時(shí)段入庫(kù)流量，取后1～2個(gè)時(shí)段之值作為預(yù)泄流量，將庫(kù)水位下降到汛限水位以下的適當(dāng)水位；（5）有的時(shí)候，水庫(kù)預(yù)泄已經(jīng)進(jìn)行了一段時(shí)間，但是氣象部門(mén)的預(yù)報(bào)洪水洪峰卻持續(xù)上漲，此時(shí)應(yīng)當(dāng)在保證安全的前提下持續(xù)提升洪水下泄力度，確保上游更多的洪水在到達(dá)水庫(kù)的時(shí)候有足夠的庫(kù)存。

4.4 汛期汛限水位動(dòng)態(tài)控制實(shí)施方案

（1）水庫(kù)控制面積內(nèi)若無(wú)降雨，根據(jù)上級(jí)指令，可在目前水位運(yùn)行。則水庫(kù)以蓄水為主；（2）當(dāng)入庫(kù)流量在1000m3/s及以下時(shí)，一日洪量最多為0.86億m3，利用水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用攔蓄來(lái)水，以興利為主；（3）當(dāng)入庫(kù)流量在1000～3000m3/s時(shí)，一日洪量為0.86～2.59億m3，在水位達(dá)到325.00m時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整閘門(mén)開(kāi)度泄水，使庫(kù)水位不能超過(guò)329.50m；（4）當(dāng)入庫(kù)流量在3000～5000m3/s時(shí)，一日洪量為2.59～4.32億m3，在水位達(dá)到325m時(shí)，再根據(jù)入庫(kù)流量的變化，適時(shí)調(diào)節(jié)閘門(mén)開(kāi)度，使庫(kù)水位不超過(guò)329m；（5）當(dāng)入庫(kù)流量大于5000～11000m3/s時(shí)，根據(jù)入庫(kù)流量的增加適時(shí)增大下泄流量，使庫(kù)水位不能超過(guò)328.5m。

4.5 通過(guò)汛期的汛限水位來(lái)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益

洪水導(dǎo)致水庫(kù)流量的增加，所帶來(lái)的并不僅是負(fù)面的效益，有經(jīng)驗(yàn)的水庫(kù)會(huì)利用好這一時(shí)機(jī)，重復(fù)利用庫(kù)容來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電量的增產(chǎn)。一般來(lái)說(shuō)，一次洪峰過(guò)后水庫(kù)就可增加0.35～0.51億m3調(diào)節(jié)水量，電量增加400萬(wàn)kW時(shí)，創(chuàng)造高達(dá)750W元的額外收入。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）隨著我國(guó)水庫(kù)管理手段的不斷提升，水庫(kù)管理也越來(lái)越發(fā)靈活，往往要根據(jù)水庫(kù)流域周邊的水文、氣象情況進(jìn)行調(diào)整，在各種自動(dòng)化設(shè)備與高素質(zhì)管理人員的參與下，當(dāng)前的水庫(kù)管理呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的管理模式，洪水也不再可怕；（2）動(dòng)態(tài)的水庫(kù)管理手段不需要改變?cè)械乃畮?kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)，不需要建立任何的額外設(shè)施來(lái)輔助管理，能夠充分挖掘出原有工程的潛力，實(shí)現(xiàn)了工程經(jīng)濟(jì)利益的二次提升；（3）各大水庫(kù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)氣象部門(mén)的預(yù)報(bào)來(lái)靈活調(diào)整自己的防洪方案，將常規(guī)的調(diào)度與防洪手段結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)洪峰的動(dòng)態(tài)管理。處于同一流域的水庫(kù)應(yīng)當(dāng)組成有機(jī)的整體，建立起流域梯級(jí)電站水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度制度。

參考文獻(xiàn)

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

[2] 吳劭輝.水庫(kù)汛限水位調(diào)整研究[J].節(jié)水灌溉，2007，（8）.

作者簡(jiǎn)介：羅曉宇（1968-），男，四川宣漢人，四川江口水力發(fā)電（集團(tuán)）廠高級(jí)人力資源管理師，高級(jí)政工師，工程師，博士，研究方向：企業(yè)管理和水電站水輪發(fā)電機(jī)組。

（責(zé)任編輯：周 瓊）