構皮灘水庫常遇洪水聯合調度研究

朱喜

貴州烏江水電開發有限責任公司水電站遠程集控中心，中國·貴州 貴陽 550000

1 概況

1.1 烏江梯級水庫群

烏江為長江上游右岸最大支流，以化屋基和思南作為上、中、下游的分界，經中國重慶涪陵匯入長江，是中國十三座水電基地之一。烏江干流共有上游（普定、引子渡、洪家渡）、中游（東風、索風營、烏江渡、構皮灘、思林）、下游（沙沱、彭水、銀盤和白馬）12 級電站，除白馬外，其余梯級電站均已建成。其中，構皮灘、思林、沙沱、彭水4 座電站承擔了烏江中下游思南、沿河、彭水、武隆等4 個縣城和長江中下游的防洪任務（見圖1）[1]。

圖1 烏江流域主要水電站分布圖

1.2 構皮灘水電站

構皮灘水電站是烏江干流開發的第七級電站，上游距烏江渡電站137km，下游距思林電站89km、沙沱電站203km，是烏江干流最大的控制性工程。工程開發任務是發電，兼顧航運、防洪等綜合利用。工程于2003年11月開工，2009年全部機組投產發電，2011年樞紐工程完建。工程為一等大（1）型，擋水、泄水建筑物洪水標準為500年一遇洪水設計、5000年一遇洪水校核。電站裝機容量3000MW。水庫正常蓄水位630m，死水位590m，水庫調節庫容29.02 億m3，與上游水庫聯合運行時，具有多年調節能力。

2 構皮灘洪水調度

構皮灘水電站防洪任務一是確保樞紐自身防洪安全，二是分擔烏江中下游防洪任務，三是配合三峽水庫分擔長江中下游的防洪任務。汛期，結合實際來水情況，按照原設計單位提出的防洪調度原則開展洪水調度工作。

6月1月至7月31月的防洪限制水位為626.24m；8月1月至8月31月的防洪限制水位為628.12m；9月1月之后可逐步蓄水至正常蓄水位630.0m。

3 技術路線

烏江梯級洪水調度在空間上注重分段協調，根據電站調節性能和地理分布，抓好上游“洪東索烏”和下游“構思沙”兩個分段，通過下游“構思沙”汛期聯合調度，構皮灘為思林、沙沱錯峰攔蓄確保不棄水或少棄水，保障思林、沙沱防汛安全。

4 常遇洪水識別及預見期

結合各電站設計洪水成果和水庫特性，在烏江中下游“構思沙”聯合調度工作，烏江渡、格里橋至構皮灘區間、構皮灘至思林區間、思林至沙沱區間，研究小于4000m3/s的洪水，考慮下游思南、沿河縣城、塘頭糧產區的防洪安全，構皮灘、思林、沙沱常遇洪水主要研究入庫流量小于8000m3/s 的洪水，對應的重現期是兩年一遇以下。

烏江梯級各電站形成已運行十余年，洪水預報水平和技術都相當成熟，預見期為24h[2]。

5 常遇洪水聯合調度研究

2014年起，烏江集控中心進行構皮灘、思林、沙沱水庫常遇洪水實時預報預泄調度研究，明確在不降低水庫防洪標準、不增加下游防洪壓力和防洪安全風險完全可控的前提下，按照構皮灘水庫水位為620m 和615m 兩個量級劃分控制，提出了思林、沙沱水庫在常遇洪水實時預報調度中的啟動條件及操作控制指標，合理利用洪水資源[3]。

2014—2021 年期間，當烏江下游遭遇區間常遇洪水，在實際洪水調度過程中應用實時預報聯合調度方案開展構皮灘、思林、沙沱水庫聯合調度，在原有方案需進行預泄控制前提下，充分發揮構皮灘水庫多年調節能力，確保思林、沙沱兩個水庫不棄水或少棄水，梯級防洪、經濟效益顯著。

以20190622 號洪水為例，22月在烏江渡電站以下流域發生一次強降雨過程，降雨歷時短，強度大，最強降雨集中在中午時段，沙沱壩上降雨達139mm。受降雨影響，構皮灘區間、思林區間、沙沱區間均發生了洪水過程，構皮灘超兩年一遇洪水、思林五年一遇洪水、沙沱近十年一遇洪水。在該場次洪水調度過程中，構皮灘水位617.22m，距正常蓄水位庫容9.0 億m3，有足夠空庫容用于該場次洪水攔蓄，最大限度減輕下游防洪壓力。按照長防總、貴州省防辦要求，考慮烏江中下游防洪形勢和重慶防洪需要，實施構皮灘、思林、沙沱與彭水水庫聯合調度，構皮灘、思林減少出庫流量，沙沱不開閘，維持四臺機滿發。烏江集控中心協調電網調度部門將構皮灘22月20:00—23月10:00 出力由2700MW 減至55MW、思林22月20:00—23月10:00 四臺機全停，最大限度攔蓄洪水。調洪過程中構皮灘最高水位619.99m，上漲2.77m，攔蓄洪水2.04 億m3，思林最高水位437.77m，攔蓄洪水1.12 億m3，沙沱最高水位360.01m，攔蓄洪水0.76 億m3。洪水退后，思林、沙沱通過發電分別于6月29月06:00月30月06:00 降至汛限水位以下。22月以來累計減少棄水折合電量0.52 億kW·h。

6 結語

通過2014—2021年烏江中下游實際調度分析，結果表明：當構皮灘水庫水位低于620m、下游發生常遇洪水時，通過開展“構思沙”實時聯合預報調度，運用構皮灘水庫空庫容進行調蓄，可有效為下游削峰和錯峰，同時利用思林、沙沱防洪庫容攔蓄區間洪水，在確保電站自身防洪安全和下游防護對象防洪安全的前提下，結合水文、氣象預報成果，最大限度利用洪水資源，提高梯級水庫發電、防洪、生態等綜合效益。