瑪河流域水庫運行現(xiàn)狀及優(yōu)化調度策略探討

吳文新

（新疆瑪納斯河流域管理處　新疆　石河子　832000）

?

瑪河流域水庫運行現(xiàn)狀及優(yōu)化調度策略探討

吳文新

（新疆瑪納斯河流域管理處新疆石河子832000）

摘要水庫作為水利工程中的重要組成部分，在防洪蓄水、發(fā)電、灌溉等方面發(fā)揮著積極作用。因此，水庫的運行與管理關系到當?shù)毓まr業(yè)生產，以及經濟社會的發(fā)展。文章針對新疆地區(qū)瑪納斯河流域的特殊性，通過對水文資料的分析整理，分析該流域水庫（如石門子水庫、大泉溝水庫等）的運行現(xiàn)狀，總結其中存在的問題，探究對其進行優(yōu)化調度的對策，從而達到使樞紐發(fā)揮最大的綜合效益的目的。

關鍵詞優(yōu)化調度；水庫；瑪納斯河

水資源是制約區(qū)域經濟社會發(fā)展的重要因素之一。水庫作為水利的重要工程措施之一，通過水庫優(yōu)化調度，可以解決各用水部門之間的矛盾，經濟合理地利用水資源及水能資源。同時，開展水庫的優(yōu)化調度研究工作，可以提高水庫的管理水平，幾乎在不增加任何額外投資的條件下，便可獲得顯著的經濟效益。基于此，筆者結合工作實踐體會，就瑪河流域水庫運行現(xiàn)狀及優(yōu)化調度策略作如下探討。

1　優(yōu)化瑪河流域水庫調度的重要意義

1.1水庫的基本功能概述

在山谷、河道或低洼地區(qū)用擋水或泄水等水工建筑物形成的人工水域被稱為水庫。常用的擋水建筑物有壩、堤和水閘。水庫的功能主要在于調節(jié)徑流、集中落差和調整上游回水區(qū)內水面比降，可以用來防洪、提供城鎮(zhèn)居民用水、農作物灌溉、水力發(fā)電或改善航運條件、發(fā)展養(yǎng)殖、旅游和改善環(huán)境等。

1.2瑪河流域水庫在促進新疆地區(qū)發(fā)展中的作用

新疆是一個干旱少雨的地區(qū)，瑪納斯河流域全年降水量235mm.廣大灌區(qū)的工農業(yè)用水主要來自天山山區(qū)的雪水。在這樣一個背景下如何更好地優(yōu)化水資源的調度，加快瑪納斯河流域經濟更快更好的發(fā)展，意義深遠。

瑪納斯河全年來水量13億m3/s。從每年4月來水量開始增加，到6月進入洪水期，9月中旬以后水量逐漸減少進入枯水期。夏季的來水量占全年來水量的90%以上，枯水期與豐水期界限分明，如何平衡兩者之間的矛盾，更有效率的蓄水放水一直是我們不斷研究的課題。

特別是全球氣候變暖的趨勢下，2010年以后瑪納斯河年內徑流、年際差別越來越大，加之社會發(fā)展對水資源的需求不斷加大，以及冬季冰凌、水污染等問題。進一步凸顯出優(yōu)化水庫調度的重要戰(zhàn)略意義。我們必須改變將水庫調度的功能單一地定位為防洪調度的觀念，要優(yōu)化水庫調度體制，加強防洪安全保障、優(yōu)化資源配置，發(fā)揮出水庫的綜合效益，保證地區(qū)經濟的可持續(xù)發(fā)展。

2　瑪河流域水文特征及對水庫調度的影響分析

2.15月～7月汛期水文特征及對水庫調度的影響

瑪納斯河流域水庫汛期通常為5月～7月，年內最大洪水集中發(fā)生在5月～9月。洪峰源于上游山區(qū)的融雪水與夏季暴雨引起的洪水疊加而形成的混合型洪水，主要以融雪水為主。每年5月以后，隨著天氣日漸轉暖，上游來水量逐漸增大，水庫水位下降趨勢減緩并轉為逐漸回升。從3、4月份開始山區(qū)以及河道內積雪開始融化，水中攜帶大量泥沙，這時的水質太差大多為紅色或暗黑色。這一時段具有兩個特征：一是泥沙含量太大，造成淤積，泥沙淤積長期以來一直是該流域水庫面臨的一個嚴峻問題。昌吉州的頭屯河水庫就是由于淤積，造成水庫的半癱瘓狀態(tài)。瑪河的各個水庫一直積極采取辦法，利用各種方法來進行排沙，效果顯著；二是來水隨機性大。我們把3、4月份的突發(fā)性來水叫“二流子水”，這一時段，總水量不大但是水頭較高，具有一定的危害性，需要在工作中謹慎運行。這一時期，下游開始春灌用水。具體調度過程是，當上游來水量大于下游需水流量時，下泄流量按下游用水要求進行控制；當上游來水量小于下游需水流量時，加強與下游用水單位聯(lián)系，實施科學調度，滿足下游供水。

2.26月～9月主汛期水文特征及對水庫調度的影響

通常6月中旬～9月上旬為主汛期，這一時段的主要特征有以下兩個方面：1大量漂浮物。瑪河原始河道周圍有大量的植被和樹木，遇到水量較大時期，在洪水淹沒地區(qū)，會有大量的樹木隨著洪水沖下來。經常會造成水庫泄洪道阻塞，同時對水工建筑物造成損害。與春季相比，主汛期來水量大并且持續(xù)時間長，相應攜帶的泥沙量也大。這一時段相應加大了泥沙的測驗任務，根據(jù)泥沙量的變化進行排沙。2洪峰主要集中時期。6月～9月是來水量較為集中的時期，對于水庫的洪水預報、防洪調度都是一個嚴峻的考驗。主汛期過后上游水量逐漸減小，到了11月中旬水庫開始結冰，上游開始出現(xiàn)冰凌。這一時段開始了冬季運行。總的來說冬季運行相比較夏季較為平緩。

3　瑪河流域水庫現(xiàn)階段調度存在的問題及優(yōu)化策略

3.1瑪河流域水庫現(xiàn)階段調度存在的問題分析

由于全球氣候變暖，加上環(huán)境污染越來越嚴重，使得惡劣的天氣經常出現(xiàn)，近年來瑪納斯河流域徑流量年內、年際差別明顯增大，出現(xiàn)了防洪、發(fā)電、灌溉、以及生態(tài)用水等諸多矛盾。這幾年通過重新調整治水思路和防洪理念，瑪河流域在方案制定、信息資源整合、調度機制方面積累了豐富的經驗，但也存在一些問題與不足，表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1.1洪水預報精度差

瑪納斯河流域洪水預報主要有自治區(qū)水文局提供。目前，在全流域方面，對雨水情況監(jiān)測的網絡整體上還不是很完善，技術設備難以跟上導致對洪水的預報不夠精準，其預測日期不能滿足實際要求。并且，在瑪納斯河流域內的水庫缺乏健全的調度機制，大都只能根據(jù)壩前水位進行調度，具有很大的隨意性，洪水過程往往存在流量跳躍式增減，不易預測和掌握，極大地增加了洪水預報的難度。

3.1.2水庫工程性能差，容量較小

目前，瑪納斯河流域已建成庫容在1.0 億m3以上的大型水庫1座（大泉溝水庫），1000萬m3至0.9億m3有3座.正在建造的肯斯瓦特水庫超過1.0億m3以上。瑪河下游的水庫大多建造于上個世紀50年代，大多已經運行了半個世紀，工程嚴重老化，水工建筑物工作能力、水庫的容量已經不能適應現(xiàn)代工農業(yè)的發(fā)展要求。突出表現(xiàn)為：一是水庫裝機型號和規(guī)模不滿足調度需求。二是工程泄流設施操作靈活性差。三是水庫下游河道泄洪不暢。這一現(xiàn)狀不利于水庫進行正常調度。

3.1.3工程業(yè)主多元化協(xié)調困難

經過不斷開發(fā)流域梯級和改進水管體制，瑪納斯河流域的業(yè)主和主管部門更加多元化，使得矛盾加劇。各水庫、電站所屬的部門都不相同，并且沒有合理的協(xié)調措施，使得在調度過程中，各部門因為自身的利益而協(xié)調不暢。

3.2瑪河流域水庫優(yōu)化調度的對策與建議

水庫優(yōu)化調度的研究是一個多階段決策過程，是在常規(guī)調度和系統(tǒng)工程的一些優(yōu)化理論及技術的基礎上發(fā)展起來的。根據(jù)瑪納斯河流域水庫調度的具體情況，為了保證水庫調度體制完善、資源利用高效，筆者認為，在以后的工作中，可從以下幾方面開展工作來優(yōu)化調度：

3.2.1提高預測預報水平

迅速精準地獲得實時信息，并進行趨勢預測，才能制定出合理的調度方案，保證調度的效果。目前應站在全流域的層面，加強三個方面的工作：一是在水文局目前的監(jiān)測站點為前提，整合信息資源，確保信息的代表性、及時性和安全性。二是在條件允許的情況下積極開發(fā)流域洪水預報、調度系統(tǒng)，建立流域洪水調度決策平臺。三是切實加強信息資源的共享，同時，要重點研究氣象和水文預報技術，提高預報成果質量。

3.2.2加強工程措施建設

優(yōu)質的工程設施是實現(xiàn)水庫科學調度的物質前提。當前水庫工程比較陳舊，設備年代久遠，不符合新時期的調度要求，所以要加強對工程治理的改造：首先，要對水庫設施進行更新和改造，注重閘門啟閉設備的保養(yǎng)，以保證設備可以有效運作并實現(xiàn)靈活操控；其次，要加強河道的整治工作，加強河道的泄洪能力。

3.2.3強化協(xié)調機制

近年來，通過總結水庫的調度經驗，我們改進了水庫的調度方案，獲得了顯著的成果，如瑪河上游石門子水庫2008年實施動態(tài)控制以來，水庫連續(xù)4年年度水量利用率都達95%以上。在今后的工作中應當繼續(xù)優(yōu)化調度方案，在確保防洪安全的前提下，統(tǒng)籌水庫汛末蓄水要求，強化水資源調度研究。由于水庫的調度涉及面比較廣泛，為了保證調度決策正確可行，增強調度效益，就要建立完善的水庫調度協(xié)調體系。重點是要加強民主機制，多采納防汛、氣象等各部門的建議，并在防汛部門實行的調度方案為前提，加強實時調度，加強水力資源的利用。

4　結束語

綜上，對于水庫優(yōu)化調度方案的研究，國內外有很多的文章進行了闡述，仁者見仁智者見智。不同的地區(qū)不同的水庫肯定會有不同的優(yōu)化調度方案。本文對瑪納斯河流域水庫調度現(xiàn)狀進行了分析，進而提出要強化水資源時空調配，提高水資源綜合利用水平的具體對策。以希望在確保防洪安全的前提下，最大限度地發(fā)揮水庫的綜合利用效益，對水資源的合理利用具有一定的參考意義。陜西水利

參考文獻：

[1]周小兵，張立德，達楞塔·長距離大型調水工程運行管理實踐·中國水利水電出版社，2007

[2]周玉琴，王麗萍·深圳市東部水庫群聯(lián)合供水調度模型探討[J]·水電能源科學，2005，4

[3]宋朝紅,羅強,陽書敏;灌區(qū)渠首水庫群優(yōu)化調度的自優(yōu)化模擬技術[J];灌溉排水學報;2005年05期

[4]王棟,許圣斌;水庫群系統(tǒng)防洪聯(lián)合調度研究進展[J];水科學進展;2001年01期

[5]于翠松;水庫群防洪聯(lián)合調度研究綜述及展望[J];水文;2002年05期

[6]謝小平;水庫防洪關鍵問題的理論與方法研究[D];西安理工大學;2007年

（責任編輯：闕嘉雯）

中圖分類號：TV62

文獻標識碼：A