某水庫工程汛期運行管理探討

陽海英

（安徽省交通航務工程有限公司　安徽合肥　230011）

某水庫工程汛期運行管理探討

陽海英

（安徽省交通航務工程有限公司安徽合肥230011）

我國是水利資源大國，同時也是水害的高發國。由于水資源地域上的不平衡，我國長江、黃河等地經常發生洪水災害。所以對于我國來說，水庫工程的汛期運行管理就非常重要，特別是汛期的運行調度，是水庫管理的重點和難點。對于此，本文研究水庫工程運行管理的方法，探討如何把水庫的汛期當做一種資源進行調度，從四個方面進行分析，提高我國對于洪水的防治能力，同時更好的利用水資源。

水庫工程；汛期運行；管理

前言

充分利用水資源是現代社會發展的需要，把洪水控制轉向洪水管理，是我國水利管理的一大突破。水庫工程的汛期管理關鍵點在于汛限水位設計運行、水庫汛末蓄水、防洪調度、人為活動等進行全面的控制。這一管理工程復雜多變，管理因素眾多，同時不同的水庫相應的建設工程也不一樣。面對這一情況，需要我們認真分析水庫的現實因素，總結出具有普遍指導意義的水庫汛期管理方法。

1　某水庫工程汛期分期管理

汛期指的是河水在一年中顯著上漲的時期，非常容易發生洪水。對于我國而言，一般都是因為流域內的季節性變化引起的降水或者是冰雪融化造成的。我國的河流主要補水源是雨水、冰雪融水和地下水，雨水是最重要的補給。不同的地區，汛期也是不一樣的。我國是明顯的大陸季風氣候，造成我國汛期季節性相當明顯。本文所研究的水庫，6～10月份的徑流量占全年的73%，擔著時發電量僅為50%，所以要在汛期洪水防制的基礎上，進行分期調度的管理方式。其中的重點是如何進行汛期的劃分。

由于每年的季節性降雨是不統一的，所以分期限水的方案并不統一，對于方案的選擇以最優性為標準。在這一過程中，首先要對汛期調度進行演算，分析其中的風險，其次要模擬實測長系列資料得到的時段風險率，風險率不可超出水庫原有的設計條件。模擬和優化技術是現代水庫調度的基本技術。優化技術可以確定最優的調度路線，模擬技術可以確定邊界條件，實時根據調度的規則進行調度，能夠精確的模擬出實際的調度過程，以便在實際的汛期管理中為管理者提供數據支持和決策建議[1]。以最大化的提高汛期資源為目標，同時保證水庫的防汛安全為目標。水庫方面分析了以下方面：水庫的發電量、淤泥、洪水風險等。決定在10月上旬來水量超過22000m3/s的下限控制流量時，推遲蓄水兩旬。在10月中旬末以后進行蓄水，增加排沙期，減少水庫的泥沙淤積量。根據整體流域的情況，防汛計劃是在汛期，水庫的防洪庫容221.5億m3，能夠防治百年一遇的洪水，保障整個河段在遭遇特大洪水時能夠行洪安全。同時規劃整個汛期的分紅量，減少分洪的損失。防洪調度規則如下：20年一遇以下的洪水以控制水位43.5～44.5進行補償調度；20～100年一遇的洪水控制水位44.5～45m進行補償調度；100年一遇及以上的洪水控制水位45m，同時補償市區最大流量不超過80000m3/s。對這一流域進行防洪的補償調度與流域以上游來水為主的典型洪水相適應，可操做性好。整個水庫的庫容分成三份，第一部分100億m3，對兩個分洪量相對較少的地區進行防洪補償，第二天部分為85.5億m3，作為流域的防洪補償，最后一部分為36億m3，對流域的特大洪水進行調節。

2　某水庫工程蓄水動態管理

對水庫工程進行動態管理主要是以預報信息為基礎，在分期汛限水位的基礎上發掘水庫的潛力。實現這一目的，首先要建造水庫防汛風險的調度模型，分析在調度的過程中可接受的風險，以及風險的判斷方法。同時分析實時調度和傳統汛限水位的關系，以通過調度耦合傳統水位控制和分期汛限水位建立機遇約束機制，對實時調度的防洪風險進行分析與控制。水庫防洪風險的調度模型如圖1。

圖1　水庫防洪風險調度

實時進行水庫的調動，雖然提高了水庫運轉管理的靈活性，但是所面臨的風險和參變因素也相應的增加，所以必須對風險的程度和價值進行度量，分析風險的可接受水平。同時要考慮到，調度末水位是后續時段調度的起調水位，每個調度水位對應著不同的調度風險。調度期后續的來水情況是不可控個的，所以要調度期以后的風險也應該進行管理。

為了確保對預報信息的充分利用，進行風險的防范，還要加入兩項機遇約束，利用預報控制調度期內實時防洪風險在限定的范圍內；調度末水位可以滿足抵御后續洪水的能力[2]。在該水庫的風險調度過程中，假定任意時間的風險相等，根據防洪風險的調度模型分析，水庫的汛限水位控制域可以使用水庫風險調度的規則，在洪水來臨之前降低汛限水位。在整個管理過程中，以實際測量值替代預報均值，并引進預報誤差這一變量，確定了以下管理流程：在來水較小時，根據預見期為3d的水文預報，把水位的動態提高到135m以上運行，在約束條件下，根據可能出現的防洪風險進行具體數值的調節，并進行一定的預泄。在預報洪峰到來時，水庫以低水位運行，庫容預留較大。洪水末期，水庫以退水部分抬高水位，增加發電量。通過對1887年到現在的洪水分析，這一方法可以把防洪風險控制在2.46×10-4。

3　某水庫閘門泄洪管理

在整個水庫工程的汛期運行管理過程中，閘門的最優控制是工程中的難點問題，這是因為在實際的水庫調度中，控制因素非常的多，這些因素會造成優化調度結果與理論計算的結果發生偏差。這其中還涉及到閘門的對稱開啟、開度與某一尺寸構成倍數關系等。在該水庫的汛期管理中，對于泄洪時閘門的開啟具有以下幾項：①住閘門運用水位在135～180m之間，由中間向兩邊均勻間隔對稱開啟，關閉時與開啟程序相反；②導流底孔在水位到達140m時運用，在中間向兩側開啟的同時，盡快開啟來兩側測的3個邊孔；③排沙孔在水位到達135～150m時運用；④廠房在最低水位到達135m時運行，機組發電的最低水位是61m；⑤進行泄洪時，首先由電站投產機組進行過流，如果達不到泄量要求，就開啟深孔泄洪。如果還是沒能達到要求，再開啟導流底孔進行泄洪。

在洪峰來臨之前，先進行一定的預泄，清空水庫的庫容，在限定條件下，水庫的最低水位可降到133m。如果洪水較大，出庫量維持在70000m3/s左右，最大限度的進行削峰[3]。在洪水退水時，出庫量和入庫量的保持相同，防止水位的升高，減少下游的損失，同時利用高水頭發電。當來水小于下游河道的安全洪流時，水庫按照下游河道的安全行洪量進行泄洪，同時調整洪末水位到汛限水位。

4　人員管理

人員管理也是水庫汛期運行的重要方面，只有對人員進行優化的配置，才能做好汛期的管理工作。在汛期檢查期間，安排工作人員駐守大壩，提供實時的數據，并進行測量儀器的看護與監督。每天檢查溢洪道閘門、高邊坡、大壩沉縫等，檢查完后進行表格的填寫，并進行簽名。記錄有關水位變化、建筑物異常的情況，詳細的填寫發生的時間、部位、參檢人員的名單等。在日常的工作中，做好職員的培訓教育工作，對工作人員進行機械操作和應急情況的考核，以便在汛期來臨后工作人員能夠熟練的處理各種意外情況。同時，要做好對內的通訊聯絡工作，在汛期期間，實行領導值班制，以便從整體上對水庫進行管理。相關的領導要保持24h都能進行聯系。

同時，在實際的工作中，我們還要注意人類活動對于水庫汛期管理所造成的影響。比如大氣化學成分的變化、毀林造田、土地利用的變化等。

5　結語

本文介紹了有關水庫汛期運行管理的四個方面，以先進的技術手段對水庫的管理進行優化。把對于洪水的預防，提高到管理的高度，有利于我們合理的利用水資源，同時保證汛期洪水防治的順利進行。由于本文針對性較強，廣大水庫管理者可以根據自身情況進行相應的借鑒。

[1]王德文.基于水情自動測報系統的水庫汛期運行水位控制方法研究[D].武漢大學，2004.

[2]葛懷鳳.基于生態-水文響應機制的大壩下游生態保護適應性管理研究[D].中國水利水電科學研究院，2013.

[3]蘇學靈.混合式蓄能水電站優化調度與風險分析方法及應用研究[D].華北電力大學（北京），2010.

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2015-9-2