渾河沈陽城市段工程聯合調度運行方案

溫會軍

（遼寧石佛寺供水有限責任公司，遼寧 沈陽 110166）

1 方案編制思路

渾河沈陽城市段工程聯合調度運行方案的編制復雜性較高，需要在整體策劃、明確思路的基礎上，做大量的實踐、分析和研究工作，主要編制思路與步驟如下：

1）針對渾河沈陽城市段工程聯合調度運行方案目標，通過對渾河沈陽城市段現狀的調查，獲取并制作城市段內河道及控制工程的相關資料數據信息。

2）由于河段上主要可控建筑物為河道串聯方式分布梯級運行，且區間無大型匯入與流出支流，屬典型河道梯級運用調度方式。根據河道工程分布特征可將整個城市段河道劃分為串聯區段，并按照梯級水庫的方式研究河道的調度問題。

3）由于區段內的天然匯入河流非汛期來水流量有限，且在流域洪水預報中已在區間產匯流預報中通過測站權重與集雨面積參數來控制。因此，區間匯入與流出支流本方案在區段劃分中不作考慮。

4）區段的實用控制圖采用水量平衡方程計算成果繪制。因此，不考慮區段內橋梁對水量的影響。另外，區段內排入污水流量有限，方案中可不考慮該水量影響。

2 研究成果

針對上述基本工作思路，本研究開展了渾河沈陽城市段工程聯合調度運行方案的編制工作。主要工作方法和成果如下：

2.1 控制單元的劃分

根據河道的特點與控制樞紐的分布，將管理河段劃分為相互關聯的4個區段：干河子壩到王家灣壩區段、王家灣壩到渾南壩區段、渾南壩到砂山壩區段和砂山壩到渾河閘區段。

2.2 特性參數的制作

1）河道特性參數的制作。針對河道劃分的主要成果，對每個區段的水位-面積、水位-庫容曲線進行制作。區段的水位-面積、水位-庫容計算的基礎數據為：沈陽市渾河管理部門提供的2005年施測的99個實測斷面數據信息，遼寧省水利水電科學研究院，2007年制作的渾河沈陽城市段物理模型數據信息。

2）工程調度參數的制作。工程調度參數的制作主要包括河道上干河子攔河壩、王家灣橡膠壩、沈水灣橡膠壩和砂山橡膠壩及渾河閘的過流特性曲線。制作的方法是工程設計參數結合實際運行觀測數據率定。

2.3 工程實用調度圖的編制

對每個區段采用蓄率中線法（全圖解法），編制不同泄流方式控制運用圖，考慮到調度的靈活性，調節計算的時間周期取1 h。

2.4 工程調度原則的確定

由于橡膠壩特有的壩上安全水深的限制，因此橡膠壩工程自身對過流的要求較高，各橡膠壩工程均需根據各自特點編制調度原則。以砂山壩為例，說明如下：

1）砂山橡膠壩為充水式橡膠壩，設計標準為20年一遇防洪標準，設計流量3 569 m3/s。設計壩高2.5 m，分4孔，每孔82 m，壩頂溢流水深最大限制0.3 m，調度原則為：

2）上游來水量低于95 m3/s時，采取壩頂溢流，溢流水深最大控制在0.3 m，控制水位不超過37.3 m。

3）上游來水量超過95 m3/s時，不超過718 m3需坍壩1孔運行泄流。

4）上游來水量超過718 m3/s，不超過1 341 m3/s時，需坍壩2孔運行泄流。

5）上游來水量超過1 341 m3/s時，所有壩段全坍運行。

6）另外，在運行時，首先應充水進入左右兩壩袋，最后充水入中間孔壩袋，坍壩時應首先放空中間孔，最后放空兩岸壩袋。

2.5 聯合調度方案的編制

盡管各工程本身的調度原則確定了，但是作為河道梯級工程的一部分，實際工作中主要是需要進行全河段的聯合調度運行。研究聯合調度方案的基本思路是利用預蓄預泄原理。以砂山壩為例：如需由全部充壩狀態變化為1孔全坍狀態，則需要提前以不超過壩體安全泄量的流量降低壩前水位，這就是預泄調度。而為了給下游工程爭取調度時間，則需要上游工程攔蓄一部分洪水，這就是預蓄調度。而在聯合調度方案的編制過程中，主要是需要對各工程能夠為下游工程調度爭取的錯峰時間和各工程的泄洪時間進行分析計算，也就是計算各工程的預蓄預泄能力。

以王家灣壩為例，需要針對不同量級的來水流量（m3/s）和當前的下泄流量（m3/s），計算出王家灣壩由現有壩上過流流量對應水位到允許壩頂安全超高水位所需的時間（h），這一時間即為該條件下的預蓄能力，部分量級的計算成果如下表1所示。

從成果表中可以查算，如果王家灣壩現有流量為95 m3/s，若上游平均來水流量為150 m3/s，則需要47.4個h，王家灣壩才能達到壩頂安全超高水位，這就是王家灣壩的預蓄調度時間，利用這段時間，下游的工程可進行相應的預泄調度。

表1 王家灣壩預蓄調度能力計算成果表m3/s

3 總結

按照技術路線，渾河沈陽城市段工程聯合調度運行方案已編制完成，并在渾河的實際調度管理工作中得以應用，方案的實際應用情況總結如下：

1）方案實用性較強，對渾河實際管理工作的指導作用顯著。

2）河道和工程的基本特性參數的制作和率定工作較為重要，隨著河道河床的變化，河道的特性曲線需要定期進行調整。另外，橡膠壩的設計過流能力和實際情況偏差較大，需要在運行過程中進一步率定。

3）方案的聯合調度部分采用了預蓄預泄的原理，這就要求聯合調度需要有足夠的調度時間，因此流域的洪水預報和上游的水文、氣象信息尤為重要。需要一套現代的洪水預報和信息化系統作為技術保障。