浑河沈阳城市段工程联合调度运行方案

温会军

（辽宁石佛寺供水有限责任公司，辽宁 沈阳 110166）

1 方案编制思路

浑河沈阳城市段工程联合调度运行方案的编制复杂性较高，需要在整体策划、明确思路的基础上，做大量的实践、分析和研究工作，主要编制思路与步骤如下：

1）针对浑河沈阳城市段工程联合调度运行方案目标，通过对浑河沈阳城市段现状的调查，获取并制作城市段内河道及控制工程的相关资料数据信息。

2）由于河段上主要可控建筑物为河道串联方式分布梯级运行，且区间无大型汇入与流出支流，属典型河道梯级运用调度方式。根据河道工程分布特征可将整个城市段河道划分为串联区段，并按照梯级水库的方式研究河道的调度问题。

3）由于区段内的天然汇入河流非汛期来水流量有限，且在流域洪水预报中已在区间产汇流预报中通过测站权重与集雨面积参数来控制。因此，区间汇入与流出支流本方案在区段划分中不作考虑。

4）区段的实用控制图采用水量平衡方程计算成果绘制。因此，不考虑区段内桥梁对水量的影响。另外，区段内排入污水流量有限，方案中可不考虑该水量影响。

2 研究成果

针对上述基本工作思路，本研究开展了浑河沈阳城市段工程联合调度运行方案的编制工作。主要工作方法和成果如下：

2.1 控制单元的划分

根据河道的特点与控制枢纽的分布，将管理河段划分为相互关联的4个区段：干河子坝到王家湾坝区段、王家湾坝到浑南坝区段、浑南坝到砂山坝区段和砂山坝到浑河闸区段。

2.2 特性参数的制作

1）河道特性参数的制作。针对河道划分的主要成果，对每个区段的水位-面积、水位-库容曲线进行制作。区段的水位-面积、水位-库容计算的基础数据为：沈阳市浑河管理部门提供的2005年施测的99个实测断面数据信息，辽宁省水利水电科学研究院，2007年制作的浑河沈阳城市段物理模型数据信息。

2）工程调度参数的制作。工程调度参数的制作主要包括河道上干河子拦河坝、王家湾橡胶坝、沈水湾橡胶坝和砂山橡胶坝及浑河闸的过流特性曲线。制作的方法是工程设计参数结合实际运行观测数据率定。

2.3 工程实用调度图的编制

对每个区段采用蓄率中线法（全图解法），编制不同泄流方式控制运用图，考虑到调度的灵活性，调节计算的时间周期取1 h。

2.4 工程调度原则的确定

由于橡胶坝特有的坝上安全水深的限制，因此橡胶坝工程自身对过流的要求较高，各橡胶坝工程均需根据各自特点编制调度原则。以砂山坝为例，说明如下：

1）砂山橡胶坝为充水式橡胶坝，设计标准为20年一遇防洪标准，设计流量3 569 m3/s。设计坝高2.5 m，分4孔，每孔82 m，坝顶溢流水深最大限制0.3 m，调度原则为：

2）上游来水量低于95 m3/s时，采取坝顶溢流，溢流水深最大控制在0.3 m，控制水位不超过37.3 m。

3）上游来水量超过95 m3/s时，不超过718 m3需坍坝1孔运行泄流。

4）上游来水量超过718 m3/s，不超过1 341 m3/s时，需坍坝2孔运行泄流。

5）上游来水量超过1 341 m3/s时，所有坝段全坍运行。

6）另外，在运行时，首先应充水进入左右两坝袋，最后充水入中间孔坝袋，坍坝时应首先放空中间孔，最后放空两岸坝袋。

2.5 联合调度方案的编制

尽管各工程本身的调度原则确定了，但是作为河道梯级工程的一部分，实际工作中主要是需要进行全河段的联合调度运行。研究联合调度方案的基本思路是利用预蓄预泄原理。以砂山坝为例：如需由全部充坝状态变化为1孔全坍状态，则需要提前以不超过坝体安全泄量的流量降低坝前水位，这就是预泄调度。而为了给下游工程争取调度时间，则需要上游工程拦蓄一部分洪水，这就是预蓄调度。而在联合调度方案的编制过程中，主要是需要对各工程能够为下游工程调度争取的错峰时间和各工程的泄洪时间进行分析计算，也就是计算各工程的预蓄预泄能力。

以王家湾坝为例，需要针对不同量级的来水流量（m3/s）和当前的下泄流量（m3/s），计算出王家湾坝由现有坝上过流流量对应水位到允许坝顶安全超高水位所需的时间（h），这一时间即为该条件下的预蓄能力，部分量级的计算成果如下表1所示。

从成果表中可以查算，如果王家湾坝现有流量为95 m3/s，若上游平均来水流量为150 m3/s，则需要47.4个h，王家湾坝才能达到坝顶安全超高水位，这就是王家湾坝的预蓄调度时间，利用这段时间，下游的工程可进行相应的预泄调度。

表1 王家湾坝预蓄调度能力计算成果表m3/s

3 总结

按照技术路线，浑河沈阳城市段工程联合调度运行方案已编制完成，并在浑河的实际调度管理工作中得以应用，方案的实际应用情况总结如下：

1）方案实用性较强，对浑河实际管理工作的指导作用显著。

2）河道和工程的基本特性参数的制作和率定工作较为重要，随着河道河床的变化，河道的特性曲线需要定期进行调整。另外，橡胶坝的设计过流能力和实际情况偏差较大，需要在运行过程中进一步率定。

3）方案的联合调度部分采用了预蓄预泄的原理，这就要求联合调度需要有足够的调度时间，因此流域的洪水预报和上游的水文、气象信息尤为重要。需要一套现代的洪水预报和信息化系统作为技术保障。