基于調度特征的水電站水庫豐平枯水年劃分

趙新洽

（臺山市大隆洞水庫管理所 廣東江門 529247）

正確劃分徑流變化過程，對于指導區域水資源的合理利用具有重要意義。例如，在水電站，水庫調度中，需要根據情況處理不同的來水，應采用相應的調度方案，以提高調度效率。目前，高、低徑流量變化過程的劃分主要是基于年徑流量或其年內分布等水文因素，而沒有考慮水庫調度的影響。劃分的結果和儲層的實際最佳運行常常會有一定的偏差，從而影響儲層優化計劃收益的充分利用。因此，如果在鳳平枯水年的分類中可以考慮水庫調度的影響，則有望更有效地指導水庫的運行。

一、金沙江中游梯級水電站水庫優化調度結果分類

（一）枯水年

如果流入的水量較少，則水庫無法在年底達到正常存儲水平，水電站幾乎一年四季都不會發電。這是典型的枯水年調度過程。在47年的觀察中，有15年屬于此列。

（二）平水年

隨著進水量的增加，當水庫已滿時，系統將有多余的水，也就是說，系統從枯水年轉換為平水年。水庫根據“增量流量”過程控制調度，相應的產出過程為“增加流量”。隨著進水量的不斷增加，過渡到水平撓度豐水年，在47年的長序列中，12年是固定的枯水年，而5年是固定的豐水年。對于以上兩種平水年，龍盤水庫可以在年底儲存到正常水位。

（三）豐水年

隨著進水的不斷增加，調度功能將變為“增量”。為了充分利用水，水電站從開始就增加了流量。為了減少水的浪費，通過使用流量控制和調度的兩視圖級聯系統來模擬汛期。在典型的豐水年調度過程中，47年長序列中的15年屬于此調度功能。

二、金沙江中游梯級水電站水庫優化調度系統特征

根據以上分析，可以看出，對于任何一個來年，系統的輸出過程都是由“保證的輸出”“增量的輸出”和“臨界的輸出”是根據水位的規則（進水量和進水平整度）進行組合的。1.在進水量較少的枯水年中，輸出將是全年的“保證輸出”；2.在豐水年中，有更多的進水，在干旱季節將輸出“增量輸出”過程，在洪水季節將輸出“臨界輸出”；3.平水年位于兩者之間的某個位置，并且系統輸出處于“保證的輸出增量輸出”或“保證的輸出增量輸出臨界輸出”過程。維持高水位水頭，減少無用的棄水量，協調水量與水頭的關系是水電站和水庫優化調度的基本依據，不同水庫，不同季節，同一水流條件下同一水庫之間的協調關系水頭和水量也將有所不同。

三、基于調度特征的水電站水庫豐平枯水年劃分

（一）分區標準

基于上述優化調度特性，本節討論關鍵典型年份三種流量的分類標準，豐富并干燥。如果某個水利年度為豐水年，則自11月起產量將增加；如果某個水利年度為枯水年，則將始終保證工作到第二年的9月。因此，在9月中旬，輸出段與增量輸出段的交點的橫坐標Etotal保證為Etotal=1130億kW·h，可以近似為臨界值和平水年；輸出部分和增量輸出部分的交點的水平坐標Etotal保證為Etotal=1510億kW·h，可以近似地作為平水年。到目前為止，我們已經基于調度特性獲得了豐平水電站水庫的分類標準。根據上述標準，對進水進行了分類，并與實際調度結果進行了比較，發現長47年中44年的結果是一致的，劃分同意率是高達94%，表明該標準是可靠的。在水文學中，通常使用五級劃分，即根據進水量將年份分為五個級別：特高水位年，部分高水位年，正常水年，部分枯水年和特低水位年；在水資源分析中，通常使用三個級別，即特高水年和部分高水年的五級分類方法的組合稱為高水年，而特低水年和部分低水年的組合稱為干旱年。

（二）方法回顧

傳統的水文學分類方法是基于系統水文學數據的輸入信息。它基于輸入，是單因素靜態分類標準。本文提出的基于調度特性的劃分方法是基于系統的輸出信息－水庫調整后的總輸出過程。它基于輸出的劃分，并且在系統功能的作用下獲得輸出，因此它還包含代表輸入水文數據的兩個因素和代表系統功能的儲層調節功能的影響。隨著最優儲層調度目標的改變，儲層調度過程和輸出結果也將隨之變化，分類標準也將隨之變化，基于調度特性的劃分是一種多因素動態劃分標準。對于水電站和水庫的優化調度系統，傳統的水文分類標準是一個固定的臨界值。處理水電站調度中復雜多變的實際情況只能是一種簡化的表達方式。但是，本文中提出的調度特性該劃分標準同時考慮了輸入信息和系統功能的影響。考慮因素更加全面，可以隨著儲層調度目標的變化而更新。它可以動態地適應復雜的實際調度方案，因此具有更強的表達能力和更好的適用性。基于調度特征的劃分結果與傳統的水文劃分結果相比具有更寬的平均水年，這可能是由于水庫對徑流的調節作用所致。這兩個分區之間的差異與水庫的調度方法和調節性能有關：如果水庫調度的目標是最大程度地尊重自然流入過程，即始終根據自然流入量對水庫進行調度，完全不參與調整。如果水庫容量足夠大，并且其調度目標是追求較長的平均產量，那么中部和中部的濕潤和干燥年份將消失，任何年份都將是正常年份。

四、結論

本文根據優化調度分析其特征，提出基于調度特征的水電站水庫風平枯水年劃分方法。傳統的水文劃分是基于輸入的單因子靜態劃分，而基于調度特征的劃分是基于輸出的多因子動態劃分，具有較強的表示性和較好的適用性，可以適應復雜水庫調度的實際情況，能更有效地指導水電站水庫調度方式的選擇，具有重要的實用價值。