水庫調度的方法

陳金華

(盈江縣多源水電開發(fā)有限公司，云南 盈江 433200)

1 水文預報

1.1 短期洪水預報

(1)洪水預報是水庫洪水調度的主要依據，當流域發(fā)生較大降雨時，需對要發(fā)生的洪水進行洪水預報。(2)本流域屬南方亞熱帶氣候地區(qū)，以新安江模型建立預報模型。(3)洪水預報誤差評定項目及允許誤差：a、洪峰流量預報相對誤差：允許±20%。b、峰現時間誤差：絕對值6 h。c、洪峰流量預報預見期：發(fā)布至峰現時間×30%。

1.2 中長期水文預報

(1)利用本流域的長期徑流資料，分析歸納歷史演變規(guī)律，進行本流域未來徑流形勢、數據的預報。(2)利用歷史演變規(guī)律，分別制做月、年徑流的時序過程線，運用其歷史演變的規(guī)律，作出未來徑流情勢的定性分析預報。(3)對旬、月徑流預報允許誤差：相對誤差≤20%。

五級水電站為無調節(jié)能力水庫，依靠河道天然徑流來水發(fā)電，水文預報對電站來水、發(fā)電、洪水調度，保證水中建筑物安全，合理調度，有著重要現實意義。洪水預報采用干支流分別控制預報的方案。干流分別采用相應水位(流量)法、流量合成法、新安江河道匯流模型演算法，預見期約6～8 h；區(qū)間入流根據流域地形、暴雨、洪水特性，采用降雨～徑流方案計算。在實際預報中，結合多種預報方案的預報成果進行最終預報成果的發(fā)布。

2 水庫調度

2.1 水庫設計運行方式

五級水電站為無調節(jié)能力電站，以發(fā)電為開發(fā)目標。水庫正常蓄水位585 m，死水位584 m，死庫容12.41萬m3，調節(jié)庫容3.58萬m3。電站正常運行工況時維持水庫上游水位在正常蓄水位585 m附近。

2.2 調度方案編制

(1)上游來水情況分析：流域徑流來源于降水，年內分配不均，汛、枯期較為明顯，天然來水主要集中在6～10月份。(2)水庫各用水戶用水分析：上游水電站尾水至五級水電站壩址相距約0.74 km，地勢呈“V”形，區(qū)間兩岸無人居住，沒有生活取水要求，也沒有工業(yè)和農田以及其它綜合性取水需求，因此五級水電站水庫來水只需要滿足電廠發(fā)電取水和下游生態(tài)用水即可。(3)下游用水要求：水電站下游無航運等其它綜合用水要求，當地沿河居民用水均由溪溝水和山澗水解決，電站僅需維持最小生態(tài)流量即可。(4)蓄水分析：電站水庫正常蓄水位以下庫容15.99萬m3，調節(jié)庫容3.58萬m3，水庫無調節(jié)能力，電站在發(fā)電運行期蓄水過程時間極短，上游來水與大壩棄水、生態(tài)放水和電站發(fā)電取水達到平衡。

電站水庫調度應滿足水庫其他取用水需求和下游各取水要求以及電站發(fā)電取水需要，首先應該滿足水庫其它取水要求，最后進行電站發(fā)電取水。當水庫入庫流量小于39.5 m3/s時，電站停止發(fā)電，確保發(fā)電機組的發(fā)電安全，并且大壩上游來水全部棄水，以保障下游足夠的生態(tài)用水；當水庫入庫流量大于39.5m3/s時，首先保障下放最小生態(tài)流量，電站才能取水發(fā)電；當水庫入庫流量超過365 m3/s時，電站需要通過溢流堰和泄洪閘泄洪。

2.3 調度運行方式

五級水電站水庫無調節(jié)能力，為高水頭徑流式電站，全年水位控制在584～585 m附近運行，相應庫容約15.99×104m3，大壩水庫調節(jié)庫容僅為3.58×104m3，需充分利用沉沙池調節(jié)庫容改善電站調節(jié)能力。根據五級水電站水庫調度原則，擬定調度運行方式如下：

(1)發(fā)電調度。a、電站最小發(fā)電引用流量不低于15 m3/s，當入庫流量小于39.5 m3/s時，電站停止發(fā)電，以保證足夠的生態(tài)用水。b、當入庫流量大于39.5 m3/s，小于365 m3/s時，電站正常發(fā)電。c、當入庫流量大于365 m3/s時，超過部分通過泄洪建筑物棄水下泄，電站正常發(fā)電。d、沉沙池最低運行水位按設計要求控制。e、枯期抬高運行水位，汛期蓄清排渾。

(2)排沙調度。河流含沙量較大，考慮電廠水庫庫容小，基本不具備沉沙能力，為減少泥沙對水庫的淤積，以及對引水流道、水輪機使用壽命的影響，制定以下排沙方式：

a、枯水期(1～4月)流域降雨較少，流域來水主要是地下水補給，根據實測泥沙資料，枯水期含沙量小，鑒于以上情況，在流域上游電廠沒有排沙的情況下，電廠要盡量蓄清排渾，高水位運行；在上游電站停機排沙時，電廠也應當視具體情況進行排沙。b、汛期(6～10月)流域主要來水是靠大氣集中降水進行補給，地面侵蝕情況較嚴重，流域來水含沙量相對較大。電廠運行期間根據上游洪水大小，在上游電廠排沙時，應降低水庫運行水位，利用已有泄洪設施，不定期進行泄洪排沙；在上游電廠停機排沙時，為減少沙石對水輪機的磨損，應當視具體情況停機排沙。c、平水期(5月、11～12月)流域來水主要是地下水補給，有少量為大氣降水補給，期間來水、沙量相對穩(wěn)定，考慮電廠經濟運行，一般情況下，電廠視淤積監(jiān)測情況，不定期進行水庫排沙，但在上游電廠集中排沙時，也應當視具體情況進行排沙。d、其它情況，當水庫運行降低水位至584 m左右運行時，泄洪沖沙閘提閘或開啟右岸泄洪沖沙隧洞沖沙時，電站仍可發(fā)電；當天然來水超過設計洪水量時，電站進行泄洪排沙。

3 洪水調度

3.1 泄洪建筑物

五級水電站攔河壩為混凝土重力壩，它同時兼有擋水、泄洪及沖沙功能。攔河壩從左至右依次由左岸非溢流壩段、左泄洪沖沙閘、河中溢流壩段、右沖沙閘及右岸非溢流壩段5部分組成。電站泄洪利用左右泄洪沖沙閘、溢流堰、右岸導流洞聯合泄洪。(注：超標洪水的情況下開啟右岸導流洞泄洪)

3.2 洪水調度方式

(1)調度原則。根據樞紐泄量分配，遵循以下原則：①盡量減少左、右泄洪沖沙閘局開運行(可局開運行)。②不抬高上游電站廠房尾水水位。③對應某一泄量，投入運行泄洪建筑物最少，便于運行管理。

(2)運行方式。五級水電站無防洪任務，電站主要任務是發(fā)電，發(fā)電引用流量取自河道來水，來流量除發(fā)電引用流量外，多余水量全部下泄。泄洪設施的調度采用自由溢流結合閘門控制的運行方式。

4 結語

水電廠為了進一步增加發(fā)電量，提高經濟效益，就必須在保證安全運行的前提下，盡可能提高水電廠的水能利用率。對水庫進行合理的優(yōu)化調度可以很好地利用水能，減少不必要的棄水和水能損耗，幫助水電廠可持續(xù)發(fā)展。