水庫洪水資源優化利用方式淺談

林家輝

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722117

摘要：本文主要根據水口水庫工程實際狀況和流域水文規律，在不違反原設計原則的前提下，從次洪洪前發電預騰庫、退水段攔蓄洪尾水量、主雨季末適時回蓄庫水位等調度運用方式，對洪水資源優化利用成效進行了分析討論，可供實際運行時參考。

關鍵詞：洪水資源；優化利用；水口水庫

1 流域工程概況

水口電站位于閩江干流河段，總裝機容量140萬kW。水庫正常蓄水位65.0m，汛限水位61.0m，死水位55.0m，庫容系數1.4%，設計平均水量利用率80.7%。壩址多年平均流量1728m3/s，主汛期4～7月占年徑流總量的63.5%，徑流甚為集中。

流域洪水多頻繁發生于3～9月，過程約5～7天，其中3～6月常由鋒面雨造成，7～9月由臺風雨造成。水情測報系統于1994年建成投運，同時常年委托氣象部門提供天氣預報服務，預報條件較好。

2 分析探討

2.1 洪前發電預騰庫調度

水口水庫調節性能差，入流豐枯變化大，單純依據調度圖進行調度常造成洪水期大量棄水，水量沒能得到最優利用。實際調度中，可在遵循調度圖設計調度原則的前提下，按不同時期的徑流規律定出水位運行控制區間，積極依據水文氣象預報資料，實施次洪來臨前的發電預騰庫調度，提高興利庫容的復蓄次數與洪水資源的利用程度。

應用水文氣象預報進行洪前發電預騰庫調度，主要是根據洪水預報、短期降水預報等信息進行水庫控制運用，即當預計未來時間內來水較豐大于滿發流量而面臨時段庫水位又較高時，適時加大發電提前消落水位，騰出庫容攔蓄洪水，充分利用洪水多發電量。

受預報預見期和預報精度等因素的制約，目前應用水文氣象預報進行電力優化調度，通常難以全部利用水庫有效庫容攔洪，洪水期棄水仍較多，仍須尋求其它措施對水庫的發蓄運行方式繼續進行優化。由于水庫洪水發生頻繁，來量大，季節性明顯，其提前加大發電消落水位至一定高程所多發的電量在一定時間內可以抵償水頭變小引起的電量損失，只要在這個特定時間內由洪水回蓄至各分期蓄水位，就能達到節水多發電量的目的。經分析計算，水庫在大汛期5～6月提前發電騰庫至570～58.0m、汛期其余時間提前發電騰庫1～2m等待洪水回蓄，仍有較明顯的洪水資源優化利用效果，并增加多數洪水的臨時防洪庫容，兼顧了防洪需要。

近年來的調度實踐中，該措施得到了很好利用。如“20150520”洪水，水庫洪前適時發電騰庫至56.48m，攔洪回蓄到61.75m，利用汛限61.0m以下的興利庫容攔蓄洪水3.87億m3，實現節水增發電量約3950萬kW·h。多年運行資料表明，依靠發電預騰庫提高復蓄次數的方法，年均可增發電量約1.5億kW·h。

利用該措施進行調度，當遇到預報偏大時，應及時修正發電計劃回蓄水位，防止水庫長時間的低水位運行。

2.2 退水段攔蓄洪尾調度

水口水庫是典型狹長河道型水庫，洪水期庫區落差較大，末端水位主要由入庫流量大小決定；抬高壩前水位對庫區末端回水影響相對較小，且可由入庫流量的減少得到相應抵償。設計規定，主汛期正常運行時，50%、5%、2%、1%洪水的壩前最高調洪水位，應分別不高于61.00 m、61.75m、62.6m、63.3m，以保證庫區農田、村鎮、南平市中心、外福鐵路在各自防洪標準下不受淹沒；同時，不得增加下游的防洪負擔。因此，在保證防洪安全的前提下，次洪退水段適時利用部份防洪興利兩用庫容攔蓄洪尾水量，短時間內通過加大發電消落水位，具有很好的洪水資源優化利用效果。

經回水計算，水庫主汛期出現下表所列的各入庫流量時，中小洪水壩前水位即使超過61.0m，而不高于表中相應允許最高水位時，庫區防洪仍然是安全的，當然壩前水位越低越安全，這就為利用61.0～65.0m之間的部份防洪興利共用庫容攔蓄無后續降雨的次洪洪尾水量提供了可能。

近年來，在福建省防指的大力支持下，水口水庫實施次洪退水段攔蓄洪尾調度，亦取得了很好的洪水資源效果。如在2015年主汛期的5場洪水退水段，分別將庫水位回蓄至61.75m、61.76m、62.5m、64.04m、63.89m，共有效利用汛限610m以上庫容攔蓄洪水水量8.28億m3，實現增發電量約1.13億kW·h。

實施次洪退水段攔蓄洪尾調度，應考慮防洪風險，即必須在下一場洪水到來之前，及時將庫水位消落至汛限61.0m以下，保證度汛安全。

2.3 主雨季末適時回蓄庫水位

按設計規定，主汛期過后的8月初，水口水庫從汛限610m回蓄至正常高水位65.0m，需用水3.8億m3。由于閩江洪水主要集中在主汛期，8月洪水較少，此時回蓄一般靠減少發電用水來實現，如能結合天氣預報，于主汛末雨季末，在保證防洪安全的前提下，攔截最后一場洪水水量，適時提前將庫水位回蓄至65.0m，是一種理想的運行方式。考慮到提前回蓄存在一定的防洪安全風險，也可分檔實施，先回蓄庫水位到63.0m附近。

近年來，在省防指等上級主管部門的大力支持下，水庫利用主汛末最后一場洪水的回蓄調度，都取得了很好的雨洪資源利用效果。特別是“20120625”洪水，洪峰流量16600m3/s，棄水21.27億m3，洪尾段通過滿發余水回蓄水位至64.6m，利用汛限61.0m以上庫容多蓄水量3.40億m3，實現增發電量約0.6億kW·h。

水庫提前回蓄后，若預報仍將發生洪水時，應及時預泄“預蓄”的水量，騰出庫容迎接洪水，確保安全渡汛。

3 結語

本文主要依據水口工程實際狀況及設計原則，結合多年的調度實踐，分別從洪前發電預騰庫、退水段攔蓄洪尾水量、主雨季末適時回蓄庫水位等調度運用方式，對洪水資源優化利用成效進行了分析探討。研究表明，水口水庫采用上述方式進行調度，具有明顯的洪水資源化效果，但同時必須控制可能產生的風險，留有安全余度。