不完全年调节水库汛期汛限水位动态控制研究

摘要：大中型水库汛期采取汛限水位动态控制已成为当今水库调度的趋势。江口水力发电厂水库设计为不完全年调节，通过分析江口水力发电厂汛限水位动态控制的必要性和可行性，研究汛限水位动态控制过程，拟定了汛限水位动态控制的具体实施方案，对提高水能利用率、确保防洪度汛安全具有重要意义。

关键词：水库汛期；汛限水位；动态控制；不完全年调节；江口水力发电厂 文献标识码：A

中图分类号：TV697 文章编号：1009-2374（2015）05-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0348

江口水力发电厂水库位于渠江流域州河的中上游河段，是一座以发电为主，兼防洪、灌溉的大型水利枢纽工程，总装机容量5.1万kW，额定水头26m，设计最大水头32.5m，水库总库容2.77亿m?，死库容0.73亿m?，兴利库容1.48亿m?，调洪库容1.02亿m?。

1 如何有效地调度水库洪水

每年的5～10月之间，江口电站都要面临长时间的汛期，在该电站最初的设计方案中，汛期水位达到325m或其余月份水位达到330m时，就会采取开闸泄洪的手段。有时洪峰入库流量较小，水库的泄洪能力绰绰有余，此时的洪峰能够全部泻出。有时洪峰入库流量较大，已经超过水库的泄洪能力，就应当将大坝的泄洪口全部开启，避免水库内的水位继续上涨。

2 汛期调度运行方式现状

江口电站水库分为主汛期和次汛期，两个时间段有着不同的泄洪手段。

在主汛期期间，整个水库的最高运行水位被严格制定在327m，当水库水位尚未到327m时，水库不采取任何泄洪操作。当水位持续上升甚至超过了最高运行水位之后，就要根据实际情况来采取一定的泄洪手段，避免水库水位过高。次汛期9～10月，在次汛期最高运行水位按328m控制。

3 汛期限制水位动态控制的必要性和可行性

3.1 汛期汛限水位动态控制的必要性

（1）根据四川省水利水电勘测设计院编制并报省水利厅审查批准的川水发[1993]基205号文批复中：在今后水库的运行管理中积累资料，总结经验，以使在适当时候对现行方案作进一步优化；（2）渠江流域具有在汛期前后易发春旱、夏旱、秋旱的特点，受汛限水位的限制，江口水库的发电效益受很大影响。根据多年发电量分析，平均发电量不足设计发电量的80%；（3）水库汛期实行汛限水位动态控制可以减少弃水，增加汛期蓄水量，增发电量，使洪水资源得到优化利用，解决一场洪水5～6天后都没有水发电的现状。

3.2 汛期汛限水位动态控制的可行性

（1）作为一个大型发电站，水库的水文环境检测手段十分丰富，不仅能够实时监测水、雨情的发展状况，还有一套完善的洪水预报系统，在洪峰来临之前就能制定好有针对性的应对措施。库区有水情测报系统，测报范围覆盖坝址以上流域面积6364km?；（2）江口水库建立起了完善的自身管理体系，能有效完成对水库内部的自我管理；（3）在江口水库的汛期管理方案中，由于采取的是动态管理的措施，对周边群众的生产生活影响较小，只需要按照以往定下的标准就能实现对洪峰的掌控；（4）有足够的迫降时间腾库。首先，江口水电站的气象部门在上下游流域装有一定数量的天气雷达系统，能够及时为水库的腾库工作提供准确的天气信息，避免由于信息掌握不完全而导致的腾库误差。其次，江电三台机发电流量230m?/s及闸门预泄最小安全泄流量4500m?/s，在4～6小时内将库水位降至汛限水位以下。

4 如何高效准确地完成汛限水位动态控制

4.1 研究方法

由于江口水库的实际情况多变，因此要建立起动态的洪水预报调度手段。将对洪峰的控制分成三个阶段：预泄、滞洪以及退水。在这三个阶段中，最关键的莫过于预泄了。预泄能为水库的腾库提供完整的信息支持，在洪峰来临之前清理出足够的水库容量，让整个水库能从容不迫地消耗完整个洪峰。

4.2 确定合理的动态水位

在经过了相关专家的分析之后，我们发现最合适的动态水位区间为327（328）～330m。

4.3 洪水预报调度原则

（1）主次汛期的汛限水位为327m、328m，一般均不得超高，根据气象、水文部门的预报，为抵御夏旱和秋旱需要超蓄时，必须取得县、市防洪部门的同意；（2）水库洪水调度应以水文部门所作的江口水库洪水预报为依据；（3）上游入库水文站的水、雨情，应作为水库实时调度的重要参考资料；（4）在初步了解水库上游入库洪水预报及降雨情况后，应及时安排水库预泄，此时可按洪水预报的时段入库流量，取后1～2个时段之值作为预泄流量，将库水位下降到汛限水位以下的适当水位；（5）有的时候，水库预泄已经进行了一段时间，但是气象部门的预报洪水洪峰却持续上涨，此时应当在保证安全的前提下持续提升洪水下泄力度，确保上游更多的洪水在到达水库的时候有足够的库存。

4.4 汛期汛限水位动态控制实施方案

（1）水库控制面积内若无降雨，根据上级指令，可在目前水位运行。则水库以蓄水为主；（2）当入库流量在1000m3/s及以下时，一日洪量最多为0.86亿m3，利用水库的调节作用拦蓄来水，以兴利为主；（3）当入库流量在1000～3000m3/s时，一日洪量为0.86～2.59亿m3，在水位达到325.00m时，可适当调整闸门开度泄水，使库水位不能超过329.50m；（4）当入库流量在3000～5000m3/s时，一日洪量为2.59～4.32亿m3，在水位达到325m时，再根据入库流量的变化，适时调节闸门开度，使库水位不超过329m；（5）当入库流量大于5000～11000m3/s时，根据入库流量的增加适时增大下泄流量，使库水位不能超过328.5m。

4.5 通过汛期的汛限水位来创造经济效益

洪水导致水库流量的增加，所带来的并不仅是负面的效益，有经验的水库会利用好这一时机，重复利用库容来实现发电量的增产。一般来说，一次洪峰过后水库就可增加0.35～0.51亿m?调节水量，电量增加400万kW时，创造高达750W元的额外收入。

5 结语

（1）随着我国水库管理手段的不断提升，水库管理也越来越发灵活，往往要根据水库流域周边的水文、气象情况进行调整，在各种自动化设备与高素质管理人员的参与下，当前的水库管理呈现出动态的管理模式，洪水也不再可怕；（2）动态的水库管理手段不需要改变原有的水库防洪标准，不需要建立任何的额外设施来辅助管理，能够充分挖掘出原有工程的潜力，实现了工程经济利益的二次提升；（3）各大水库应当根据气象部门的预报来灵活调整自己的防洪方案，将常规的调度与防洪手段结合起来实现对洪峰的动态管理。处于同一流域的水库应当组成有机的整体，建立起流域梯级电站水库群联合调度制度。

参考文献

[1] 何建竹，戴泗君.余姚市梁辉水库汛限水位调整探讨[J].浙江水利科技，2007，（5）.

[2] 吴劭辉.水库汛限水位调整研究[J].节水灌溉，2007，（8）.

作者简介：罗晓宇（1968-），男，四川宣汉人，四川江口水力发电（集团）厂高级人力资源管理师，高级政工师，工程师，博士，研究方向：企业管理和水电站水轮发电机组。

（责任编辑：周 琼）