前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇防洪调度方案范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
中图分类号: F291.1文献标识码:A 文章编号:
引言
常州市规划建设城市防洪大包围工程,确定常州市城市防洪规划标准为100~200年一遇,其中城区(指大包围运北片)为200年一遇;城区河道排涝标准为20年一遇最大24小时降雨不漫溢。近年,常州市完成了城市防洪大包围主要节点控制工程的建设,主要内容为新建南运河枢纽、串新河枢纽、大运河东枢纽、采菱港枢纽、澡港河南枢纽、大运河西枢纽、北塘河枢纽等工程。
新的防洪工程格局由众多大小不一的水利枢纽工程组成,不同水利枢纽排水能力、对城区水位影响程度等等都不一样。以往,周边具有城市大包围工程的市、区一般是通过多年演练、实况调度,从而摸索多枢纽的联合调度。但是利用实况进行摸索总结,时间慢,工况少,特别是极端不利情况难以研判。因次,本文在水利科技专题研究的基础上,总结了利用数字河网模型去探索主要节点工程联合调度方案的一些过程和成果。
1常州市城市防洪工程情况
常州城市防洪规划共设置水闸(套闸)93座,排涝泵站109座,总流量896.4m3/s,其中新建(改建)水闸39座,排涝泵站36座,总流量538.7m3/s。
常州城市防洪大包围主要工程包括大运河东枢纽、采菱港枢纽、串新河枢纽、南运河枢纽、大运河西枢纽、澡港河南枢纽、老澡港河北枢纽、永汇河枢纽、北塘河北枢纽枢纽工程。其他工程主要是拆除重建龙游河南站,新建北童子河闸、新龙河闸、小龙港闸、皇粮浜闸等4座节制闸。新增排涝泵站装机容量总计为330m3/s。各枢纽的规模见下表,其中大运河东枢纽、采菱港枢纽、串新河枢纽、南运河枢纽、大运河西枢纽、澡港河南枢纽、北塘河枢纽等7座节点工程是运北片防洪工程的重要组成部分,无论是位置、功能,还是排涝功率都在整个防洪体系中占到较高比重,因此也是本文讨论的主要节点工程。
表1城区主要防洪节点规模表
图1常州市大包围防洪工程分布图
2数字河网模型
(1)模型基础信息
模型主要使用的是太湖流域数字河网模型。模型构建以太湖流域为边界,细化常州区域河道,从而形成适合常州小区域的数字模型。根据流域地形特征,河网水系、水资源特点和流域治理总体布局等多种因素,太湖流域划分为8个水利分区,即湖西区、武澄锡虞区、阳澄淀泖区、太湖区、杭嘉湖区、浙西区、浦东区和浦西区。在此基础上,结合数值计算的需要,进一步细分为36个水利计算分区和4个自排区,36个计算分区中平原区16个,湖西山丘区10个,浙西山区10个。
根据流域特点,将太湖流域平原河网地区(圩外及圩内)下垫面分为水面、水田、旱地及城镇(包括非耕地、和道路等)四类。常州市各类河道补充297条,形成了以太湖流域骨干河网为主体,常州区域小河道为支脉的比较全面的概化河网。
(2)模型构建
根据流域的地形特征,并综合考虑不同地貌区域的降雨径流计算特点、河网水系和水利工程布局等多种因素,在湖西山丘区和平原区采用不同的产汇流模型。
湖西山丘区采用采用类似平原区的产流模型,单位线的方法进行汇流计算;浙西山丘区采用三水源、三层蒸发模式的新安江模型,汇流采用马斯京根法。平原区的汇流方式采用河网多边形分散式汇入周边河网,平原区的汇流计算,目前尚无成熟的理论和计算方法。假定一种汇流曲线,即平原区的日净雨一日天汇入河网。
河网水量模型,分别通过零维模型实现湖、荡、圩的水量交换、一维模型描述河道水流运动。
上述所有模型组成分布式的数字模型,离散计算方程组后,经过处理形成全流域统一的节点水位、流速线性方程组,其求解采用矩阵标识法。对于河网一维与湖泊零维间的耦合,采用全隐耦合方式进行,这样保证了计算的稳定性与计算精度,实现了整个流域内的水流演进过程模拟。
(3)模型率定
通过对金坛、坊前、常州、太湖四站实测水位,以99年为典型年,对河网模型参数进行了率定。率定计算结果,各站计算与实测数据最大偏差10cm,符合要求。
3调度方案探索
常州市遭遇的暴雨洪水,主要为2类,一是流域型特大暴雨,如1991年型,1999年型,二是多发的区域型局地暴雨或台风暴雨,如2003年型。1991年型暴雨(太湖流域百年一遇)作为规划设计雨型进行水文水利计算,已得出了科学的成果以及相应的大包围工程调度规则。本文主要以非设计暴雨年型,如1999年型和2003年型暴雨为典型,进行大包围主要控制工程的调度方案模拟,原则是大包围内控制最高洪水位不超过保证水位4.80米,同时对周边防洪影响最小。
大包围沿线主要的7处控制枢纽枚举了从分片控制、直至全部控制的调度预想方案,并模拟演算不同组合的调度对大包围内、外产生的水情效果和影响,提出应对非设计工况下典型暴雨洪水的大包围控制工程优化调度方案。
1、根据常州市城市防洪规划中各节点工程的调度办法,遇91年型暴雨,大包围工程启动,以常州站水位4.00m为大包围封闭启动条件,4.30m启动泵站排水,常州站洪水位控制在4.80米以下。
模型演算表明,遇99年洪水,在大包围没有形成的工况下,大运河常州站最高水位为5.48米,城区周边水位自西向东高水位为5.53~5.30米。
2、99年型情况下,常州水位达到4.40米时,启动调度方案,常州站最高洪水位为4.73米;当常州水位达到4.50米时,启动推荐调度方案,常州站最高水位为4.81米;当常州站水位达到4.60时,启动推荐调度方案,常州站最高水位为4.86米。
3、在2003年型局地暴雨情况下,流域与区域都属平水偏枯年份,汛期常州沿江遭遇百年一遇特大暴雨,导致短期内运河水位快速上涨。模拟验证结果表明,西枢纽东枢纽挡其它排方案也有较好的效果,常州城区洪水位下降0.63m。因此,遇2003年型暴雨,大包围主要节点工程可在常州站水位接近4.60m时,启动大运河东枢纽、西枢纽挡水,其它主要节点工程排水,包围圈内洪水位可控制在4.80m以下
4、99年流域性洪水实况,常州地区暴雨相对91年较小,受太湖及运河下游高水位顶托影响,常州区域水位较高,作为较优调度方案,在实际大包围工程调度中,可以结合气象情况,利用东枢纽进行错峰排涝,在钟楼闸水位4.30m~4.80m,排除部分城区涝水,可以进一步缓解城区防汛压力,对周边无影响。
结语
【关键词】水库;防洪;管理
1.管理体制
水库管理,以行业划分主要有水利、电力两个部门,分别管理所辖水库。以发电为主要任务的水库,由水库(电站)所在电网的电业管理单位实施管理;以防洪为主要任务或具综合利用效益的水库,按行政区划,由各级水利部门管理。一般而言,中小型水库由县及县以下水利行政部门管理,大型水库由省级水利行政部门管理,多以专设的水库管理局具体实施管理。
为协调水利、电力部门的管理关系,原水利电力部下达了防洪调度职责分工的通知,规定:“兼有防洪任务的水库,汛期水库水位在汛限水位以上的防洪库容由流域或省防汛指挥部负责调度,电力部门配合协作。在汛限水位以下部分的兴利库容,由有关电管局、省电力局调度,”即任何水库汛期服从防汛调度。
2.管理内容
水库防洪管理包括基础工作、经常性工作、洪水预报及洪水调度几方面。主要是水库防洪工程设施管理和防洪调度管理两个方面,分述如下:
2.1防洪工程设施管理
水库各部分建筑物在长期运行过程中,受外部荷载和各种因素作用,工况处于变化状态,严重时将影响安全运行和设计效益的发挥。因此,要做好常规的观测、保养、维护,发现重大险情,必须及时处理。
水库建筑物的工况变化是缓慢的,且不易直觉发现,需借助一定的观测设备和手段,进行全面系统地观测。观测的项目,因水库规模和特性不同而有所侧重,一般包括有:变形观测、位移观测、固结观测、裂缝观测、结构缝观测、渗流观测、荷载及应力观测、水流观测等。通过对观测资料的整理分析,据以指导水库控制运用、维修以及必要时采取除险加固措施。
水库工程设施维修是一项经常性的管理工作。按建筑物功能分述如下:
2.1.1挡水建筑物维修
常见的挡水建筑物有土工建筑物、混凝土建筑物、浆砌石建筑物三类。土工建筑物的维修主要包括土体裂缝处理、土堤与基础防渗处理及土体滑坡防治;混凝土建筑物的维修主要包括表层处理、裂缝处理及防渗处理;浆砌石建筑物的维修主要包括裂缝处理、渗漏处理和滑塌处理。
2.1.2泄洪建筑物维修
水库泄洪建筑物本身有溢流坝段、专设的溢洪道以及泄洪洞等,其维修管理范围还延伸到下游部分行洪河道。这些建筑物关系到能否安全泄洪,其管理至关重要。因此,要特别重视维修、保养管理。长江流域有些水库在其泄洪设施运用中,已出现了一些问题,并实施和探讨了解决办法。
①溢洪道过水能力不足:这主要是由于设计时所依据的洪水资料系列不足,设计洪水偏小所致,需通过修订设计洪水、加大溢洪能力或增辟溢洪道解决。
②消能设施及下游泄洪道破坏:出现这种情况,要修复并加固消能设施和溢洪道。溢洪道水流受阻紊流的,要调整洪道走向,使泄水通畅。
③溢洪道阻水:由于管理不善及自然破坏,在溢洪道进口设置拦鱼设备及溢洪道边墙附近山体滑塌导致阻水,须及时清除。
④陡坡底板损坏:陡坡过陡或底板设施排水不畅,易造成陡坡底板损坏,须及时研究方案并进行处理。
2.1.3引水建筑物维修
常见的引水建筑物有坝内或岸边涵管及隧洞,裂缝漏水是其主要险情。造成的原因除有设计、施工方面的因素外,也存在管理方面的因素,在工程上往往视具体情况分别采用地基加固、回填堵塞、衬砌补强、喷锚支护、灌浆等措施进行处理:
2.2防洪调度管理水库防洪调度管理
按其实施阶段划分,包括有编制洪水调度规程、编报年度度汛计划、实时洪水调度及汛后调度总结几个方面。
2.2.1编制水库防洪调度规程
防洪调度规程是水库管理单位依据设计文件按现状工情、水情编制的水库现状防洪标准、运用方式、操作程序、调度权限的基本调度文件。规程经防汛主管部门批准后,成为指导水库防洪调度的法规性文件。编制水库防洪调度规程,须明确水库的水利任务,尤其要明确其防洪任务,如对下游不承担防洪任务的则以保证水库安全为前提编制。
水库防洪调度是水库调度的最重要部分,但水库调度是一个完整的过程,其规程也是统筹制定的。因此,常常是统一编制水库调度规程,包含除害兴利各方面,而把防洪调度作为重点的部分编制。
2.2.2编报年度度汛计划
水库防洪调度规程是指导水库较长时间的防洪调度文件,但还不是当年年度的运行计划。年度度汛计划则是指导当年水库度汛的预案,更具现实性。水库年度度汛方案是以水库防洪调度规程为依据(如无调度规程,当以规划设计文件为依据),确定或确认当年水库的防洪标准,当年水库所必须控制的汛限水位、防洪高水位及收水时机,并对不同量级的洪水制订相应的蓄泄方式。年度计划中应十分明确各级洪水调度的权限,强苎责任制c对可能发生的特大洪水要有应急措施方案,包括临时加大泄洪量的爆破措施,全面做好防大汛的尽想、组织、物资准备。水库年度度汛方案,每年都需修订、完善并上报主管防汛部门,经批准后于当年实施。
2.2.3水库实时洪水调度
实时调度是调度规程及年度计划的实施过程。由于实际出现的洪水过程不可能与历史上已发生的完全相同,故在水库防洪调度管理中,应针对一次面临(或预报)的洪水,参考当时的天气发展趋势,依据水库工程状况和蓄水情况及下游水情和河道承泄能力等,做好实时洪水调度。这是对一场洪水调度成败的关键所在。
进行洪水实时调度必须符合水库既定的防洪调度原则,正确处理防洪、兴利关系,兼顾上下游关系,防止不顾防洪安全盲目蓄水和片面强调水库安全有损兴利蓄水的倾向。
3.结语
为了便于评价水库的防洪调度效果,不断提高水库防洪调度水平,应建立汛后或年末水库防洪调度总结制度。对水库防洪调度进行总评价,阐明水库防洪调度中正确的调度过程及失误之处,今后应吸取的教训等。 [科]
【参考文献】
[1]刁艳芳.双标准的水库防洪预报调度方式研究及其应用[D].大连理工大学.2010.
关键词:水利工程;水文特性;预报方案
中图分类号:TV5文献标识码:A
1 引言
州河是渠江左岸最大的一级支流,沿岸分布有宣汉县、达县、达州市等城区,这些城市防洪标准不高,防洪压力较大。2004年“9.3”、2005年“7.8”、2007年“7.5”以及2010年的“7.17”等暴雨洪水,给州河达州城区两岸的城镇和居民造成了较大的经济损失。
州河干流自上而下有江口、罗江口、金盘子等多座梯级水电站,这些水利工程改变了局部水文特性,导致洪水传播时间和降雨的产汇流时间缩短,给流域的水文预报增加了困难。
2 流域自然地理
州河流域位于四川省东北部,是渠江左岸最大的一级支流,流域面积11102km2,占渠江流域总面积29%。全河长309.5km,宣汉以上长198km,平均比降2.8‰,宣汉以下长112km,河道平均比降0.5‰。上游主要支流有前、中、后河,下游有明月江、铜钵河和东柳河,其中大于1000km2的有前、中、后河和明月江。
州河流域水利工程较多,已建水电站有:干流上的江口、罗江口、金盘子、舵石鼓等。规划建设的水库有:土溪口、固军、鲜家湾等大型水库。州河流域主要水利工程及水文站点分布图见图1。州河流域主要水利工程特征值见表1。
3 暴雨洪水特性
州河流域属亚热带湿润季风气候区,地处大巴山暴雨区的边缘地带,暖湿多雨。受太平洋副热带高压移动影响,降水在年内变化呈双峰过程,7月、9月为降雨高峰期。
受暴雨影响,州河流域洪水较为频繁。上游前、中、后河是典型的山溪性河流,暴雨强度大,汇流时间短,流速大,洪水涨落急剧。导致州河干流洪水具有峰高量大、陡涨陡落、历时短的特点。过程线形状多单峰,单峰洪水历时约2~3天,复峰历时5~6天。绝大部分洪量集中在一天之内。
4 洪水预报方案
在州河流域的原有洪水预报方案中,主要预报河段为东林水文站和达州城区,通常选取东林水文站为上游的控制站,达州水文站为达州城区防洪预报站。东林水文站采用降雨径流预报方案,以上游区域内10余处报汛站雨量,按不同权重计算面平均雨量,查P-Pa-R曲线图获取R,按暴雨中心分上中下三条单位线,查算获取该站预报流量。该站位于江口水库下游约10km,区间无较大支流,因此该流量也通常作为江口水库的入库预报流量。
达州水文站采用东林站及区间站点流量合成的预报方案,以东林站实时流量,明月江大风水文站实时流量,合成演算至达州,并考虑区间降雨,获得达州水文站洪水预报结果,该结果为达州城市防洪抢险的关键依据。
5 水利工程对预报的影响
江口水电站是州河流域梯级开发中最大的水电站,为不完全年调节水库,蓄水能力强,于1990年蓄水发电,受其影响,上游前中后河上的洪水至江口水电站的洪水传播时间大大缩短,导致降雨产汇流时间缩短,直接影响了东林水文站的降雨径流预报方案。
江口水库具有1.33亿m3的调洪库容,如合理运用,在上游洪水未来之前,腾空库容,有一定的削峰错峰作用,若调度不当将人为增大洪峰和洪水量级。
东林水文站下游约18km处是罗江口水电站,罗江口水电站库容不大,调蓄能力较弱,于2007 年蓄水发电。该电站位于达州城区上游12km,电站洪水下泄至城区传播时间缩短,加大了城区防洪压力,增大洪水预报难度。罗江口水库调度执行《达州市州河联合防洪调度预案》,基本上是来多少水放多少水,达到出入库平衡。
达州市城区下游39km处有金盘子水电站,回水直到达州城区,金盘子水电站对达州下游的三汇、渠县等城镇有一定的削峰作用,但涨水时若调度不当,库区洪水对达城洪水位有较大的顶托影响,会增加州河达州城区防洪压力。
6 预报方案调整
随着流域梯级水电站开发建设,电站的蓄水发电使得原天然河道洪水传播时间和降雨产汇流时间已大大缩短,加之各水库电站的洪水调度调蓄影响,原有的天然河道预报方式已不能满足州河流域洪水预报作业要求,需要对洪水预报方案进行调整和补充。
一是对原有方案进行修编。主要工作是重新率定水库形成后上下游站点的河道传播时间和降雨预报方案中的单位线,提高预报精度。分析梯级水库建成后,回水线大大延长,上下游站的传播时间缩短,摸索新的传播时间;分析由于水库影响,产汇流时间缩短,汇流单位线调整,修订后的单位线峰值出现时间更早,量值更大。
二是建立新的预报方案。利用《中国洪水预报系统》软件(水利部信息中心开发),采用模型预报措施,建立新的预报方案。通过历史系列资料,建立江口水库入库预报模型方案,掌握水库上游洪水入库情况,为水库调度提供依据;建立达州城区洪水预报模型,利用江口下泄流量(或调度流量)作为输入,采用马法演算至达州城区,叠加区间降雨汇流量,由此获得达州市城区洪水预报结果。
三是根据降雨情况,提前预报洪水来量,提前调度水库蓄水量,腾空各级电站水库库容,再根据实际发生洪水情况,调整水库调度方案,错峰运行,从而削减洪峰,减少淹没损失。
7 预报实践
以州河“20070705”洪水为例,7月2~6日,州河流域连续出现暴雨或大暴雨天气过程。6日14时,根据当时雨情,利用洪水模型及经验方案作出了江口水库库峰量将达到7040 m3/s。按照该入库流量,如果不加以调度调节,直接汇流到州河干流,达州市城区洪水将达281.50m,将淹没城区滨河路2m左右,有可能造成沿河两岸广大人民群众重大财产经济损失。
6日14时江电下泄流量已达5000 m3/s,要决策加大还是减少下泄流量,既要考虑江口水库自身的安全,也要考虑达州城区防洪的问题,这时,准确预报和科学决策树关键。根据水库当时库水位以上的可调节库容有2000万m3的实际情况,利用江口水库的入库洪水预报,模拟下泄流量5500 m3/s和6000 m3/s对水库蓄水和达州城区洪水进行预报。通过预报,江口水库按照5500 m3/s调度下泄,可以确保洪水不淹没达城滨河路,江口水库保持平稳蓄洪。6日20:30州河洪峰顺利通过达州城区,洪峰水位279.42m,洪水稳稳的控制在滨河路边。江口库区的最高水位达到了330.6m的设计水位。
归纳本次州河洪水成功预报原因,一是对流域内的降雨产流做出了精确的预测;二是较好地掌握了上游水电站的入库情况、调度情况。
关键词中小型水库;洪水预报;水库调度系统;辽宁
辽宁省现已建成各类水库954座,其中中小型水库921座,中小型病险水库550座。受历史和经济条件制约,大部分中小型水库重建轻管,采用粗放式管理,没有成熟、科学的防洪预警体系和实用的防洪减灾措施,管理手段落后。水库在汛期到来时往往降低标准运行,难以发挥防洪减灾和兴利调度的作用。因此,亟待开展水情预报调度系统技术研究。
1研究目标
中小型水库存在以下问题:①中小型水库水文测站虽少,但由于其流域较小,洪水汇流与入库时间较短,传统人工语音报汛采用时段报汛,无法实现对水库流域降水的实时掌握和作出及时的洪水预报。②中小型水库水文预报采用传统人工洪水预报方法,效率低,不易进行参数率定,且无法进行实时预报。③中小型水库尚未实现水库洪水调度计算机模拟,采用手工方式进行洪水调度演算计算量大、效率低、精度差,难以实现多方案模拟调度优选,无法满足现场会商决策要求。④中小型水库一般管理工作人员较少且水平不高,水雨情资料人工整编费时、费力且及时性和准确率无法保证。因此,该研究结合水情自动遥测系统和水文预报与防洪调度应用软件系统,建立集水雨情数据自动采集与传输、防汛值班机、在线洪水预报、洪水调度模拟、水情资料整编与一体的水库控制流域水情遥测与洪水预报调度自动化系统解决方案,以解决水库传统工作模式中存在的问题,实现对水库控制运用的强大支持。
2研究内容
2.1水库控制流域水情遥测技术研究
具体内容包括:水雨情自动采集测站分布、采集数据的传输与存储、水雨情数据库的设计、原始数据的预处理加工与数据共享接口的设计、水情值班机模块的设计与开发及水情资料整编模块的设计与开发等[1]。
2.2水库控制流域水文预报与洪水调度技术研究
具体内容包括:水库日常水文预报与洪水预报、模型理论研究与相应程序模块设计与开发、水库洪水调度模拟模型理论研究与相应程序模块设计与开发、预报调度参数数据库的设计及在线率定维护程序模块的设计与开发等。
2.3水库控制流域防洪调度决策支持系统
具体内容包括:基于实时采集数据库、水雨情应用模型库、参数库的防洪调度决策支持系统软件工程设计开发的研究及系统通用性、可靠性、可移植性的研究[2]。
3解决关键问题
3.1值班机功能研究
实现实时数据动态显示的值班图、值班表功能[3]。值班图是基于对流域图的二次开发,实时显示各测站数据,显示的时间段可人工交互调整,默认为当日8∶00到次日8∶00数据;值班表是实现以数据表和过程线的方式显示当日数据。值班图、值班表数据刷新是以数据触发方式实现,即只有当数据库中有最新数据更新时才进行数据刷新。系统设计采用该模式开发既实现了数据实时显示,又大大降低了数据库服务器数据处理压力,避免了系统不必要的计算机资源消耗,提高了系统运行效率和稳定性。
3.2数据信息管理研究
实现数据库中数据的查询功能,包括遥测数据和其他参数数据查询[4]。遥测数据采用用户交互条件查询方式,用户可灵活设置单一查询条件或进行多条件组合查询,操作方便、显示直观;在参数查询中实现水库水位-库容、水位-面积、水位-输水洞、发电洞、溢洪道泄量的双向查询,并以曲线图方式显示特征曲线;实现对遥测雨量数据的统计功能,对降雨数据进行按时段、日、旬、月、年的统计,并以表格方式直观显示,统计数据支持报表生成功能。
3.3洪水预报调度研究
实现实时水库洪水预报调度和模拟水库洪水预报调度功能,并实现预报调度方案人工交互修正。支持调度方案生成、各种成果图表的显示、打印及报表的生成。针对中小型水库的流域特点分析水文管理历史资料,为水库建立水库洪水预报相关图;研究开发通用洪水预报模型(蓄满产流、超渗产流、新安江模型、马斯京根模型),开发流域汇流单位线制作模型;开发通用洪水调度模型(试算法、龙格库塔法)。
4小结
该研究成果为中小型水库水情自动化建设提供了可行、有效、系统的解决方案,对实际工程建设具有较强的指导作用。基于此模式的水情遥测与水文预报、洪水调度系统的建设已陆续在省内多座水库展开。
5参考文献
[1] 罗海龙,梁振海,王亚迪.gprs技术在白石水库水情自动测报系统中的应用[j].现代农业科技,2009(12):293-294.
[2] 刘奇,高永超,何维民.棋盘山水库水情预报调度系统技术研究[j].现代农业科技,2009(7):258-258,260.
关键词:水调、电调、水库管理、水资源配置
中图分类号:TV文献标识码: A
1、电调与水调问题探讨的意义
随着社会经济对电力需求的快速增长与水资源短缺日益突出,新疆高寒地区中型水库管理调度中电调与水调的矛盾将日益呈现,正确处理电调与水调的关系是确保经济效益、社会效益和生态效益同意的关键。新疆高寒地区中型水库是整个河道流域防洪体系和水资源充分利用体系的重要组成部分,其中水库的合理调度运行对水文情况及生态环境的叠加和累计影响深远。因此一方面,应在深入研究新疆高寒地区中型水库的防洪作用及对河流生态影响的基础上,按照“局部服从整体,兴利服从防洪和生态,电调服从水调”的原则,研究制定以防洪调度和水量调度为重点的调度方案,充分发挥其社会效益和生态效益。另一方面,应在深入研究防洪风险、工农业供水需求及水资源和水环境为约束,以发电效益为目标的水库调度方案,合理提高其经济效益。本文重点从电调与水调的关系出发,探讨如何兼顾水调与电调两者之间的利益关系,以实现电调与水调的双赢。本文结合大唐呼图壁石门水电站水库调度经验,从实践和理论分析两个层次,研究这两种调度方式的关系。
2、大唐新疆呼图壁石门水电站基本情况
石门水电站是新疆呼图壁县呼图壁河上游的中型水库,为多年调节,主要承担呼图壁县105万亩农业和工业用水、防洪、发电。正常蓄水位1240m,相应库容7751万m3,汛限水位1238m,防洪库容473万m3,死水位1185m,库容735万m3,电站总装机容量95MW,设计年发电量2亿千瓦时,发电最大流量为50m3/s,发电最小流量6 m3/s。
3、水量调度与电力调度的关系影响分析
在水调与电调的关系中,电调的最大目标是利用水能多发电量,并能保障电网的安全、稳定运行。水调则主要关注于水电站水库的防洪、供水等其它功能,在实际运行中两者有时会出现矛盾冲突。具体来说:
1)、洪水期
在洪水期,水库的调度方式相对比较明确,即水库调度须满足防洪要求。水电站水库必须严格执行《防洪法》、《水库大坝安全管理条例》和《水库调度规程》等法规,首先确保大坝的安全,发电调度服从于防洪调度。
2)枯水期
在枯水期,由于水调与电调的目的不同,电调与水调存在着矛盾冲突。以石门水电站为例,一方面,呼图壁河上游入库流量较小,下游多级水库水量较低需上游水库放水。本着水资源的公有属性以及流域水资源统一配置和满足下游工业用水的原则,上游水库需通过加大上游径流下泄量来补水。但另一方面,对于电力部门来说,在枯水期加大流量下放,补偿下游水量不足,这会带来以下几个方面的问题:(1)为了提高效率,枯水期水电站要维持高水头运行,降低后期发电耗水率,如果枯水期因加大流量下放,会导致库水位下降增大发电耗水率,减少发电量;(2)枯期加大下放水量,可能会导致后期作为电网事故备用电站的水库库容不足,从而给电网的运行带来一定的风险;(3)水电站一般在枯水期安排机组检修,如果要加大流量下放遇机组检修,会出现不必要的弃水。
由此可见,在电调服从水调原则的前提下,将两者之间的矛盾冲突减至最低,获得双赢,这是一个重要的理论与实践问题。以下从水调与电调矛盾的集中点,具体分析两者之间的关系。
3.1水量调度对电站电量的影响
新疆石门水电站水量调度主要发生在枯水季节。由于枯水季节上游来水量减少(1月~5月,9月~12月),石门水库为满足下游工农业用水及下游水库补水需要,将会加大水库下放水量,严重影响了发电耗水率,水库持续低水位运行。从去年实际运行情况来看耗水率增加0.2,损失电量2000度。
3.2水量调度对机组检修安排的影响
水电站机组在汛期一般以满功率发电,以便充分利用洪水资源,减少无效弃水。若此时有检修,极可能造成弃水。在水量调度期间,如果要求下放流量很大,则为了避免弃水也不宜安排机组检修。
结合水调和电调矛盾点的分析可知,在枯水期进行的水量调度与电力调度的关系是可以协调的,在实际调度中,要达成电调与水调共赢的局面,就应该做到有法可依,“早预报、早部署”。根据当年的水情预报,制定合理枯水期用水方案,据用水计划制订电力调度方案,采用“月计划、旬涮度、周调整、日跟踪”的方式,不断滚动细化优化实施方案。整个调度过程做到合理、有效,兼顾多方利益,完成流域水资源统一管理、优化配置。
4结论
在新疆高寒地区中型水库水电站以工农业用水为主的水库调度管理中,电调与水调的关系备受关注。通过前面分析可知,水量调度与电力调度二者的利益是可以兼顾的,通过各相关部门的沟通、协商和充分准备,可以将两者之间的矛盾冲突减至最低,实现供水与发电效益共赢的目标。因此针对高寒地区水电站水库调度中水调与电调的关系,提出以下建议:
1)充分准备、多方协商,确保按计划调度,保证水库零弃水目标实现
根据水情资料和下游工农业用水情况习性,制定确实可行的调度计划,将确定的可行性的用水计划转化为电量计划报电力调度部门,按计划执行电调,电调部门按计划调度,下游用水单位按计划合理分配水资源,做到利益兼顾,水资源合理利用,确保零弃水目标实现。
2)按照水量调度需要,合理安排机组检修时间
电站需在汛前汛后按水量调度情况合理安排机组检修时间,提高检修效率,平时应加强设备运行维护检修工作,提高设备可靠性。
3)提高预报精度,汛后及时回蓄
进行流域水量调度时,在提高水雨情预报的前提下,电站要积极开展汛限水位动态控制方案的研究,局部调整原有发电调度规则,特别是枯水年份的汛前和汛末,在预测洪峰到来前的水位控制和汛后无较大来水的情况下,允许水库超上调库线蓄水,以便电站拦蓄洪水发电和蓄水,增加电量。
4)枯水年份,实施流域强制性节水措施
在水资源匮乏的枯水年份,应采取必要的限制供水的措施。为保障农业用水要相关部门制定推行“以水定地”方案的落实,加大节水灌溉技术的推广和使用,研究制定季节水价调节机制,促进节约用水。加快节水型社会的法律法规体系建设,向节水型社会的转变。
5)加强水量调度的立法工作