龔紹勇(國電貴州電力有限公司 紅楓水力發(fā)電廠，貴州 清鎮(zhèn) 551417)

梯級水庫洪水預報調(diào)度與經(jīng)濟效益

龔紹勇(國電貴州電力有限公司 紅楓水力發(fā)電廠，貴州 清鎮(zhèn) 551417)

為充分利用水資源，全面提高梯級水庫的綜合效益，依托洪水預報的準確性和可靠性，以貓?zhí)恿饔蚣t楓梯級水庫為例，詳細闡述了提高梯級調(diào)度效益的措施，以充分發(fā)揮水情測報系統(tǒng)的作用，努力提高洪水預報和水庫調(diào)度的質(zhì)量。在確保水庫安全運行并解決防洪與發(fā)電矛盾的同時，最大限度地攔蓄尾洪，取得了較好的經(jīng)濟效益?？晒┢渌畮斓暮樗A報調(diào)度工作借鑒。

梯級水庫;洪水預報;預報調(diào)度;經(jīng)濟效益

1 洪水預報的優(yōu)勢及必要性

目前，為提高電站發(fā)電經(jīng)濟效益和水量利用率，在確保水庫安全運行的前提下，水利工作者嘗試若干水庫調(diào)度方式，并取得了較好的經(jīng)濟效益。這些都應歸功于洪水預報的準確性和可靠性，其預報方案發(fā)揮著重要作用。

首先，及時、準確的洪水預報對防洪起決策性作用，可最大限度地減輕或消除洪水的危害，甚至可以變害為利。其次，洪水預報能提供梯級水電站的最佳調(diào)度方式，最大限度地提高水電站的安全程度和經(jīng)濟效益，在梯級水電站的水庫調(diào)度中尤為重要。因此，歷來受到政府、水利和水電部門的高度重視，為人民的生命財產(chǎn)和國民經(jīng)濟的發(fā)展做出了重要貢獻。本文著重介紹紅楓梯級水庫洪水預報、水庫調(diào)度在貓?zhí)恿饔虻某晒煤腿〉玫慕?jīng)濟效益。

2 洪水預報調(diào)度措施與經(jīng)濟效益分析

2.1 貓?zhí)恿饔蚋艣r

貓?zhí)邮琴F州中部烏江南岸的一條支流,全長180余公里，是貴州水電開發(fā)最早且最為完整的一條河流，全程共7級開發(fā)。紅楓水庫是貓?zhí)犹菁壍凝堫^水庫，流域面積為1 596m2，正常蓄水位為1 240m，對應庫容為5.9億m3，防洪限制水位為1 236m，防洪標準是百年設計、萬年校核，水庫具有不完全多年調(diào)節(jié)性能。二級百花水庫具有年調(diào)節(jié)性能，庫區(qū)與紅楓尾水相接，區(qū)間面積僅300m2。三級修文電站以下各站，皆屬日調(diào)節(jié)電站，幾乎無調(diào)節(jié)庫容，靠紅楓、百花兩大水庫調(diào)節(jié)徑流，汛期紅楓、百花兩大水庫為下游電站錯峰、削峰，保證下游水庫大壩防洪安全。

2.2 提高梯級調(diào)度效益的措施

2.2.1 紅楓、百花水庫的水位控制運行

貓?zhí)犹菁夒娬揪o密相聯(lián)，下游電站的庫水接于上游電站的尾水，上游電站的出庫即為下游電站的入庫。只有運用梯級電站的聯(lián)合調(diào)度，才能充分利用水力資源，以水定電，準確、合理地安排梯級電站的出力計劃，減少不必要的棄水損失。通過合理控制梯級各電站的水庫水位運行，使梯級電站的發(fā)電效益達到最大化。

貓?zhí)恿饔蜓雌跒?～10月，集水面積雖不大，但因地形復雜，加之大氣環(huán)流的影響，暴雨常呈條狀分布，且因暴雨集中地地區(qū)不同，使洪水來源組合較為復雜，常出現(xiàn)復式洪峰。一次洪水歷時一般5～7d，漲水歷時9～36h不等，其洪量主要集中在2～3d。本流域的徑流主要由降雨形成，故徑流特性與降雨特性較為吻合。

經(jīng)對紅楓水庫1960～2014年54a實測入庫水量進行統(tǒng)計，紅楓水庫來水量主要集中在汛期的5～9月，約占全年的83.7%，而其中6～7月的來水量又占汛期的59.9%，是全年的50%以上。

針對該流域降雨、洪水集中的特性，對近年來紅楓水庫的汛前水位進行分析。在統(tǒng)計的54a中，6月棄水年有11次，占統(tǒng)計年份的20%，而在棄水年份中，汛前水位在1 234m以上的有8次之多?？梢钥闯?，在入庫水量相近的情況下，紅楓汛前水位越接近防限水位(1 236m)，其棄水的可能性越大。特別是6～7月，當來水量過于集中，已遠遠大于其調(diào)洪庫容的情況下，則必須產(chǎn)生棄水。為減少紅楓汛期棄水的概率，又能使機組處于最優(yōu)運行狀態(tài)，根據(jù)梯級各站水能利用效率計算，紅楓電站汛前水位應降至1 231.8m較為合適，百花電站水位則可保持在防限水位，這樣不影響出力，又可減少棄水，還能保證完成全廠的水能利用提高率、水量利用率等考核指標。

2.2.2 提高洪水預報的精度

紅楓電站運行54a來，為貴州經(jīng)濟發(fā)展做出過重大貢獻。然而20世紀90年代以前，還沒有完全涉及洪水預報及預報模型，水庫調(diào)度是以水庫的汛限水位作為控制，僅利用了洪水的設計信息，導致紅楓水庫在汛期不敢蓄水、汛后無水可蓄的局面，浪費了水資源。經(jīng)對1961～1989年的資料統(tǒng)計，紅楓平均庫水位僅1 233.24m。在主汛期(7月),該水庫的平均庫水位僅1 234.82m，低于防限水位(1 236.00m)1m以上，最高僅有2a達到1 238.5m。對整個梯級電站來說，龍頭電站的水量損失就等于喪失了整個流域徑流調(diào)節(jié)的基本功能，經(jīng)濟效益損失不可估量。

隨著水情測報系統(tǒng)的建立和洪水預報技術的提高，提出了水庫汛限水位動態(tài)控制的新理念及其綜合推理模式，以及最優(yōu)梯級水庫調(diào)度方案的篩選模式。雖取得了較好的效果，但就洪水預報的準確率而言，仍存在較大差距。該流域洪水基本為暴雨所致，洪水組成較為復雜，尤其是近年來隨著貴陽市及周邊地區(qū)取水量的增加及流域內(nèi)植被和大量土地功能的改變，進一步改變了流域內(nèi)的水力和產(chǎn)匯流條件，增加了洪水預報的難度，是否可以發(fā)揮梯級水庫聯(lián)合調(diào)度的效果還是未知數(shù)。

為解決以上難題，發(fā)揮梯級水庫聯(lián)合調(diào)度、增創(chuàng)經(jīng)濟效益，就必須提高龍頭水庫的洪水預報準確率，并盡量延長預報時段。同時利用紅楓龍頭水庫大庫容的調(diào)節(jié)優(yōu)勢，竭力為下游電站攔截洪水，以增加區(qū)間水量的利用率。為此，根據(jù)政府部門提供的城鄉(xiāng)建設數(shù)據(jù)，嘗試加大洪水預報方案中直接產(chǎn)流部分的面積，將3層蒸散發(fā)計算改為2層計算，并修改了單位線，同時制定出梯級洪水的調(diào)度原則和方案，成效顯著。2008～2014年間，共預報20場較大的洪水過程，洪水洪峰預報的平均精度達90%以上，方案確定性平均系數(shù)為0.91。在此基礎上，采取攔截尾洪、為下游電站錯峰調(diào)蓄等調(diào)度措施，結合中長期天氣預報，在運用嚴格安全措施的前提下，紅楓、百花兩座水庫運用短期超蓄、多開少放等方式，使洪水在梯級電站中得到充分利用。

2.3 經(jīng)濟效益

經(jīng)統(tǒng)計，2008,2010,2012年和2014年汛期均運用了上述洪水預報調(diào)度方式，使紅楓、百花兩大調(diào)蓄水庫增發(fā)電量達11.9億kW·h，占這4a總發(fā)電量的37%以上，較好地解決了防洪與發(fā)電的矛盾，取得了良好的經(jīng)濟效益。

3 結 語

運用貓?zhí)犹菁壦畮炻?lián)合調(diào)度，使流域的水力資源得到充分合理利用，全面發(fā)揮梯級樞紐的綜合效益。在防洪方面，充分利用龍頭水庫的防洪、調(diào)洪庫容，對梯級水庫進行補償調(diào)節(jié)、錯峰調(diào)度，減少洪水災害；在發(fā)電方面，通過提高洪水預報的精度，梯級水庫間相互補償和調(diào)節(jié)，獲得了整個梯級電站最大的發(fā)電效益；在設備方面，合理安排發(fā)電設備檢修計劃，降低檢修成本，提高了企業(yè)的管理水平。

隨著水庫調(diào)度水平的日漸成熟，會產(chǎn)生更大效益。因此，必須繼續(xù)做好洪水預報、水庫調(diào)度工作，進一步論證分期防洪限制水位的設定和利用，減少棄水，并結合中長期天氣預報，制定中長期水庫調(diào)度方案，提高梯級水庫的水能利用率。

(編輯：唐湘茜)

2015-04-09

龔紹勇，男，國電貴州電力有限公司紅楓水力發(fā)電廠，工程師.

洪水預報

1006-0081(2015)04-0027-02

P338.6

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