動態(tài)調(diào)度 江埡水庫動態(tài)調(diào)度研究

本文格式為Word版，下載可任意編輯——動態(tài)調(diào)度江埡水庫動態(tài)調(diào)度研究江埡水庫動態(tài)調(diào)度研究汛限水位動態(tài)操縱在江埡水庫的運(yùn)用江埡水電站劉世軍、涂俊欽1、水庫概況江埡水庫位于湖南省慈利縣澧水一級支流溇水中游，下距慈利縣城57km。壩址操縱集雨面積3711km2。占水面積的73.5%，多年平均降雨量為1535mm，多年平均流量132m3/s，年徑流量41.6億m3。

江埡水庫是以防洪為主，兼有發(fā)電及澆灌等綜合效益的工程。江埡水庫總庫容18.34億m3，正常蓄水位236.0m，防洪限制水位210.6m，正常蓄水位以下預(yù)留防洪庫容7.4億m3，設(shè)計(jì)洪水位239.10m，核洪水位校242.70m，庫容系數(shù)0.28，屬年調(diào)理水庫。大壩加高3m后，增加超蓄防洪庫容1.15億m3，特殊處境下考慮蓄水，總防洪庫容增加為8.55億m3。

電站裝機(jī)300MW，設(shè)計(jì)水頭80m，多年平均發(fā)電量為7.56億KW.h。江埡樞紐工程主要由大壩、地下發(fā)電廠房組成。大壩為全斷面碾壓混凝土重力壩，壩頂高程245.0m，最大壩高131m。在溢流壩段設(shè)有三孔中孔和四孔表孔。地下廠房布置在右岸山體內(nèi)。工程于1995年7月正式出工，1999年底整個(gè)工程已全部完工，于2022年1月8日通過國家竣工驗(yàn)收，泄洪建筑物正常投入使用，三臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。

江埡水庫防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水，當(dāng)江埡來水不超過50年一遇的洪峰流量8470m3/s，操縱下泄不超過1700m3/s，水庫防洪調(diào)度方式按防洪高水位236m操縱，庫水位在防洪高水位236m以下，水庫以確保下游安好舉行調(diào)度，當(dāng)水庫水位超過236m時(shí)，水庫盡量開啟泄洪閘門，直至洪峰流量過后，才視下游水情逐步騰空水庫或關(guān)閉泄洪閘門蓄水。江埡水庫的防洪任務(wù)主要是操縱三江口洪峰流量不超過12000m3/s。江埡水庫在皂市和宜沖橋未建成前的防洪運(yùn)用方式，采用錯峰補(bǔ)償調(diào)度方式。

2、動態(tài)調(diào)度方式提出按照水利水電工程水利動能模范[2]第11條規(guī)定指出：“在得志大壩安好和不降低下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的前提下，根據(jù)汛期洪水的規(guī)律，研究防洪庫容和興利庫容重迭使用的可能性?！薄＜僭O(shè)江埡水庫仍使用設(shè)計(jì)時(shí)年的防汛限制水位，這就使江埡水庫整個(gè)汛期都按年最大設(shè)計(jì)洪水設(shè)防，經(jīng)常處于超標(biāo)準(zhǔn)安好狀態(tài)，而汛期一展現(xiàn)較大洪水就被迫棄水。江埡水庫自2000年正常投運(yùn)以來，在來水偏少的處境下，汛期展現(xiàn)大量泄洪棄水，而汛后又處于無水發(fā)電的難堪境地，汛后水庫的蓄滿率僅為2%。

針對上述處境，江埡水庫請湖南省水電設(shè)計(jì)院、湖南省水文水資源勘測局舉行了分期洪水、汛期徑流量分布研究，研究分析說明江埡水庫洪水分期明顯，汛期來水呈規(guī)律性。初汛期（4、5月）的洪水根本不能對水庫防洪形成要挾。主汛期6~7月2個(gè)月來水占年徑流總量的1/3強(qiáng)，因此主汛期把握蓄水時(shí)機(jī)，在不影響工程防洪效用的前提下，在汛期中有可能在展現(xiàn)一場洪水后較長歷時(shí)晴朗天氣，采用“短歷時(shí)超蓄、洪前預(yù)泄”方式攔蓄片面水量，是盡可能多利用主汛期水量，充分利用水資源，爭取更好發(fā)電效益有效途徑。

3、時(shí)段劃分及操縱水位確定江埡水庫汛期徑流量從4月1日開頭初步遞增，5月份開頭比4月份明顯增加。6月中旬開頭徑流量有急劇增加，6月21日至7月21日來水量達(dá)成年顛峰，占到汛期總水量的36.5%，8月份之后水量明顯裁減。江埡水庫汛期各旬來水量百分比見表1。因此江埡水庫汛期大致可以分為5月1日-6月20日、6月21日-7月31日、8月1日-9月30日表1江埡水庫汛期各旬來水量百分比（%）統(tǒng)計(jì)表月456789旬上中下上中下上中下上中下上中下上中下占汛期%3.04.14.35.96.05.85.55.310.410.19.26.85.34.74.93.03.52.2其調(diào)洪結(jié)果見表2。由表可見在初汛期（4、5月），在遇到50年一遇的分期洪水時(shí)，庫水位僅為225.24m，離236m的防洪高水位還相去甚遠(yuǎn)。同時(shí)從表3：江埡水庫年最大洪水峰現(xiàn)機(jī)率表，也可以看出年最大洪水主要展現(xiàn)在6~7月。因此將4~5月的防汛限制水位可定在224m，完全是可以得志工程本身和下游防汛要求。

表2江埡水庫分期洪水調(diào)洪計(jì)算成果表月份起調(diào)水位（m）工程頻率單位0.02%0.2%0.5%1%2%5%4-5月洪峰流量M3/s844064305620501043803550210.6最高庫水位M233.96225.94222.4219.66216.78214.03最大泄量M3/s150015001500150015001500220.0最高庫水位M240.31233.26229.95227.62225.24222.89最大泄量M3/s1500150015001500150015006-7月洪峰流量M3/s157001220010700958084707010210.6最高庫水位M240.85237.5923658最大泄量M3/s1049183227421440715001500表3江埡水庫年最大洪水峰現(xiàn)機(jī)率表月工程三四五六七八九Σ次數(shù)11612166345百分比（%）2.22.213.426.735.513.36.7100為優(yōu)選主汛期合理的動態(tài)調(diào)度庫容，我們對江埡水庫的防洪才能舉行了分析，概括方法為：按調(diào)洪最高水位到防洪水位236m和超蓄防洪高水位239m兩種調(diào)度方式，即方式1、方式2舉行調(diào)洪計(jì)算，分析不同起調(diào)水位、不同調(diào)度方式下江埡水庫的防洪作用，見表4。

表4江埡水庫防洪才能分析成果表起調(diào)水位（m）防洪庫容（億M3）可抗拒洪量（M3）可抗拒洪量（億M3）重現(xiàn)期（a）121212122107.658.7194801030012.013.1961662156.277.438470938010.711.850882205.146.20732082309.2710.424442243.934.99622071807.889.0913222302.123767.03582340.711.77306042103.885.334根據(jù)上表當(dāng)按236m防洪高水位操縱時(shí)，215m起調(diào)，水庫可抗拒50年一遇的洪水，完全得志防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如按239m防洪高水位操縱時(shí)，215m起調(diào)，水庫可抗拒88年一遇的洪水。因此依據(jù)上述分析和工程的實(shí)際特性，經(jīng)研究優(yōu)化，分析於主汛期在防洪限制水位以上，優(yōu)選擬定1.1億m3動態(tài)調(diào)蓄庫容，即215m動態(tài)防汛限制水位舉行調(diào)度。經(jīng)長系列模擬調(diào)度檢驗(yàn)，一般常遇的中小洪水根本上可以完全有效調(diào)蓄。江埡水庫擬在初汛期（4~5月）和主汛期（6~7月）分別采用224m、215m的動態(tài)汛限水位，與設(shè)計(jì)常規(guī)模擬運(yùn)行相比，動態(tài)模擬運(yùn)行多年平均水量利用率提高了5%，系列電量期望值增加2500萬k.wh。

湖南省防汛抗旱指揮部下達(dá)的大型水庫汛期運(yùn)用方案，水庫的水位為:4月1日～6月20日按210.60～224.00米操縱；

6月21日～7月31日按210.60～215.00米操縱；

8月1日～8月31日按230.00～236.00米操縱；

9月1日～9月30日按236.00米操縱。

汛限水位操縱分期運(yùn)用方案表單位：水位(米)、防洪庫容(億立米)主汛期后汛期日期水位防洪庫容日期水位防洪庫容5.01-6.206.21-7.31210.6-224.0210.6-215.07.4-3.847.4-6.278.01-8.319.01-9.30230.0-236.0236.01.98-004、主汛期動態(tài)調(diào)度方式江埡水庫汛期主要采用“短歷時(shí)超蓄、洪前預(yù)泄”的動態(tài)調(diào)度方式。

此運(yùn)行方式一般為在一次洪水過后，當(dāng)水庫水位仍在限制水位以上某一適當(dāng)值時(shí)關(guān)閘，留蓄片面水量，同時(shí)與電力調(diào)度主管部門協(xié)商合作，爭取加大發(fā)電出力，盡快將多蓄的水量通過水輪機(jī)泄放用掉。此期間如預(yù)報(bào)用后繼洪水到來，那么在保證安好的前提下，開閘放水，在下次洪峰到達(dá)以前，騰空到防洪限制水位。

短歷時(shí)超蓄，洪前預(yù)泄水量平衡方程為：

T（W蓄—W發(fā)）=Σ（Q預(yù)（t）—Q入（t））△t·····(1)t=t1t1W發(fā)=Σ(Q發(fā)(t)—Q入（t））△t·····(2)t=t0式中：W蓄可超蓄水量W發(fā)開頭預(yù)洪前已通過加大發(fā)電出力用掉的水量Q預(yù)預(yù)洪前各時(shí)段預(yù)洪流量（包括中孔、溢洪道泄流和發(fā)電流量）Q發(fā)泄流騰庫開頭之前各時(shí)段發(fā)電流量Q入開各時(shí)段入庫流量t0超蓄開頭時(shí)刻t1泄流騰庫開頭時(shí)刻T騰庫退水至防限水位的時(shí)刻一般說來，對超蓄后至下一場洪水發(fā)生的間隔時(shí)間（t1—t0）只能依據(jù)氣象部門大氣環(huán)流和天氣形勢分析，大致作出預(yù)料估計(jì)；

此期間各時(shí)段加大發(fā)電出力發(fā)電流量Q發(fā)通過與電力調(diào)度主管部門聯(lián)系協(xié)商，根本上可以確定；

此期間入庫流量根據(jù)婁水中上游山區(qū)型河流洪水陡漲陡落的退水特征及歷史來水典型分析，參照天氣形勢預(yù)計(jì)，也大致上可作出估算值。也就是說，W發(fā)值（公式（2））在實(shí)際調(diào)度可以根據(jù)當(dāng)時(shí)的概括處境，預(yù)料估算出來。泄流騰庫水量平衡計(jì)算（公式（2））最關(guān)鍵的就是洪水預(yù)報(bào)的預(yù)見期，它抉擇了在后繼洪水到達(dá)之前將超蓄的水量放掉、水位回落大防限水位210.6m的可用時(shí)限(T-t1)。江埡壩址以上流域面積較小，屬山區(qū)型河道，洪水預(yù)報(bào)預(yù)見期估計(jì)在15～30h左右，根據(jù)暴雨中心、雨型、走向、強(qiáng)度和地表層含水處境的不同。關(guān)于允許的騰庫泄流量Q允，在皂市水庫和宜沖橋水庫未建成處境下，近期采用錯峰補(bǔ)償調(diào)理方式，以下游三江口為操縱站，按三江口安好泄量12000m3/s操縱。設(shè)計(jì)規(guī)定，在預(yù)計(jì)8小時(shí)后三江口洪水流量小于12000m3/s，江埡可允許泄流1700m3/s，8小時(shí)后三江口洪水流量將達(dá)成1