大埔水電站抬高汛限水位研究

蔣華波

（廣西水利電力勘測設(shè)計研究院有限責任公司，南寧 530023）

1 大埔水電站概況

柳江干流廣西境內(nèi)規(guī)劃的梯級自上而下依次為梅林、洋溪、麻石、浮石、古頂、大埔、紅花，除了都柳江段的梅林、洋溪樞紐外，其他的均已建成投入運行。大埔水電站位于廣西柳州市柳城縣城下游約3 km，距離下游的柳州市58 km，大埔水電站地理位置見圖1。大埔水電站是一座以發(fā)電、航運為主，兼顧灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用效益的工程，電站為一座低水頭徑流式水電站，水庫總庫容6.3 億m3，設(shè)計正常蓄水位93.00 m，水庫汛期（4～9月）運行限制水位92.00 m，死水位92.00 m。根據(jù)大埔水電站歷年運行資料，水電站多年平均最高水位為93.74 m，多年平均最低水位89.96 m；汛期平均水位92.77 m。結(jié)合歷年大埔水電站實際運行情況，為進一步提高電站的洪水資源利用效益，并科學合理地進行調(diào)度，開展抬高汛限水位研究是很有必要的。

圖1 大埔水電站地理位置圖

2 大埔水電站設(shè)計洪水成果

1991 年《廣西融江大埔水電站初步設(shè)計報告》（以下簡稱《初設(shè)報告》）采用1958—1988 年洪水系列，考慮1902、1924、1926年歷史洪水，采用P-Ⅲ型曲線適線，得多年平均洪峰流量為10 400 m3/s，Cv=0.45，CS/Cv=3.5。1998 年1 月廣西水利電力勘測設(shè)計研究院編制的《洪水復核報告》在《初設(shè)報告》的基礎(chǔ)上將資料延長至1996 年，得到1958—1996 年共39 年資料系列，考慮1996、1902、1924 年洪水作為特大值處理，按不連續(xù)系列的獨立樣本法進行頻率計算，采用P-Ⅲ型曲線適線，得多年平均洪峰流量為11 200 m3/s，Cv=0.46，CS=3.5Cv，該成果通過水利部水規(guī)總院審查。本次設(shè)計將實測洪水系列延長至2013 年，即采用1958—2013 年共56 年洪水系列，并考慮1996、1902、1924年共三場洪水作特大值處理，采用P-Ⅲ型曲線適線，得均值為12 400 m3/s，Cv=0.40，CS/Cv=3.5。本次計算成果與水利部水規(guī)總院1998年《洪水復核報告》成果相差較小，存在差異的原因主要是均值比1998年成果大10.7%，而Cv值較小。但20～300 年一遇洪峰流量差值不超過5%，因此，本次設(shè)計仍推薦采用1998年水規(guī)總院審查通過《洪水復核報告》的設(shè)計洪水成果。不同頻率的設(shè)計洪峰流量見表1。

表1 大埔水電站設(shè)計洪水成果表

由表1 可知，由于資料系列延長，考慮1996 年特大洪水后，本次采用的設(shè)計洪水成果較《初設(shè)報告》成果大7.0%～8.7%。

3 大埔水電站初設(shè)階段汛限水位分析

3.1 汛限水位及洪水調(diào)度方案

大埔水電站為河床式徑流式電站，正常蓄水位93.00 m，不承擔防洪任務，沒有專門防洪庫容，洪水調(diào)度原則及運行方式，主要由庫區(qū)淹沒情況決定，汛限水位也由庫區(qū)淹沒賠償范圍分析確定。在設(shè)計工況下，為控制水庫淹沒范圍不超出柳城縣界，以免增加庫區(qū)淹沒處理的難度，電站汛期（4～9月）運行限制水位定為92.00 m。當發(fā)生洪水時，為減少庫區(qū)淹沒損失和影響，汛期當入庫流量大于2750 m3/s還繼續(xù)漲水時，水庫提前加大泄量，把庫水位再降到89.10 m。《初設(shè)報告》確定大埔水電站洪水調(diào)度方式見表2。

表2 初設(shè)階段大埔水電站洪水調(diào)度方式

3.2 水庫淹沒處理范圍

《初設(shè)報告》根據(jù)《水利水電工程水庫淹沒處理設(shè)計規(guī)范》（SD130-84）等規(guī)范，確定大埔水電站庫區(qū)淹沒影響設(shè)計標準及淹沒處理范圍（見表3）。不同頻率回水水面線計算成果見圖2。

表3 不同淹沒對象設(shè)計洪水標準及淹沒處理范圍

圖2 《初設(shè)報告》大埔水電站水面線計算成果圖

由圖2 可知，根據(jù)《初設(shè)報告》提出的洪水調(diào)度方案，大埔水電站耕地賠償線在壩前的水位為94.00 m，人口遷移線則為10 年一遇洪水回水水面線，相應壩前水位為94.10 m。因此，大埔水電站汛期運行壩前存在1.00 m（高程92.00～93.00 m）的抬高空間。

4 大埔水電站抬高汛限水位研究

4.1 洪水調(diào)度方式

為控制大埔水電站水庫淹沒范圍不超出柳城縣界，且控制水庫不因抬高汛限水位而使淹沒回水外包線超過《初設(shè)報告》淹沒回水外包線，電站汛期采用動態(tài)運行調(diào)度方式。通過回水計算分析，當入庫流量大于8000 m3/s 時，電站運行水位不應超過91.00 m，否則水庫淹沒回水外包線將超過《初設(shè)報告》淹沒回水外包線范圍，即超過《初設(shè)報告》淹沒賠償范圍。因此，當入庫流量大于8000 m3/s 時，水庫閘門全開敞泄。經(jīng)綜合分析，本次確定大埔水電站汛期水庫運行調(diào)度方式見表4。

表4 大埔水電站抬高汛限水位條件下的運行調(diào)度方式

4.2 回水計算成果及水庫淹沒范圍

根據(jù)大埔水電站汛限水位抬高至93.00 m 后的運行調(diào)度方式，當水庫來水量大于8000 m3/s 時，電站閘門全開，按泄流能力運行。因此，當發(fā)生2年一遇、10年一遇、20年一遇洪水時，電站均閘門全開敞泄，與《初設(shè)報告》運行方式一致，水面線成果與《初設(shè)報告》一致。根據(jù)抬高汛限水位后大埔水電站的調(diào)度原則，計算得到大埔水電站壩址上游水面線（見圖3）。

圖3 調(diào)高汛限水位后大埔壩址上游水面線成果圖

由圖3可知，抬高汛限水位后，水庫采取動態(tài)運行調(diào)度方式，2 年一遇回水外包線不超過《初設(shè)報告》2年一遇回水外包線成果，10年一遇洪水回水外包線與《初設(shè)報告》10年一遇回水外包線成果一致。因此，抬高汛限水位93 m，并進行動態(tài)運行調(diào)度，不會導致淹沒賠償費用的增加。

4.3 抬高汛限水位風險分析

根據(jù)抬高汛限水位的運行調(diào)度方式（見表4），當入庫流量大于8000 m3/s 時，水庫閘門全開敞泄，因此，抬高汛限水位對水庫設(shè)計、校核洪水位沒有影響，水庫運行調(diào)度的風險主要為入庫流量不超過8000 m3/s時，水庫運行調(diào)度過程中不能及時騰出庫容降低庫水位而增加淹沒賠償指標的風險。根據(jù)本次調(diào)整后的運行方式，按水庫不能及時騰空庫容來分析其影響，較不利的回水水面線計算組合有兩個組合，分別為入庫流量為6000 m3/s、壩前水位93.00 m 組合與入庫流量8000 m3/s、壩前水位92.00 m組合。兩個組合回水水面線計算成果（見圖4）。

圖4 入庫流量8000 m3/s（壩前水位92.00 m）、6000 m3/s（壩前水位93.00 m）回水水面線圖

由圖4可知，大埔水電站抬高汛限水位后，不同風險分析組合的回水水面線計算成果略高于2年一遇洪水回水外包線，均不超過《初設(shè)報告》耕地淹沒賠償線，即按抬高汛限水位的運行方式運行，不會增加淹沒賠償指標。

5 結(jié)論

大埔水電站汛期運行限制水位由《初設(shè)報告》的92.00 m抬高到93.00 m是可行的，采取動態(tài)運行調(diào)度方式，不會增加淹沒賠償指標。但為盡可能降低水庫運行風險，在實際運行中應密切關(guān)注水電站上游來水情況，嚴格按照調(diào)度原則進行調(diào)度。