鮑優(yōu)堯(國電貴州電力有限公司 紅楓水力發(fā)電廠,貴州 清鎮(zhèn) 551417)
貴州貓?zhí)犹菁?jí)水庫防洪預(yù)報(bào)及調(diào)度
鮑優(yōu)堯(國電貴州電力有限公司 紅楓水力發(fā)電廠,貴州 清鎮(zhèn) 551417)
貓?zhí)犹菁?jí)水庫由不同級(jí)別水庫串聯(lián)而成。為保證水庫安全度汛,需做好洪水預(yù)報(bào)工作,并針對(duì)各級(jí)水庫采取適當(dāng)?shù)姆篮檎{(diào)度方案進(jìn)行聯(lián)合防洪。結(jié)合貓?zhí)犹菁?jí)水庫的實(shí)際情況,在有可靠洪水預(yù)報(bào)的前提下,采用防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)與錯(cuò)峰調(diào)節(jié)并存的方式進(jìn)行聯(lián)合防洪調(diào)度,保證各水庫的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
梯級(jí)水庫;防洪預(yù)報(bào);貓?zhí)铀麡屑~
水庫具有發(fā)電、供水、防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖、航運(yùn)等多重功能。水庫的安全度汛對(duì)其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。貓?zhí)犹菁?jí)水庫為串聯(lián)水庫,其防洪工作不僅要考慮某個(gè)水庫的安全度汛,還應(yīng)進(jìn)行聯(lián)合防洪調(diào)度,防止對(duì)下游水庫造成過大防洪壓力,從而保證整個(gè)梯級(jí)水庫的安全運(yùn)行。
1.1 流域概況
貓?zhí)邮琴F州中部烏江南岸的一條支流,發(fā)源于安順市境內(nèi),流經(jīng)安順、平壩、清鎮(zhèn)、貴陽、修文等縣(市),于沙坡附近注入烏江,河流全長(zhǎng)約180km,總落差549.6m,平均坡降3.04‰,流域集水面積3 195km2。
1.2 降水特性
貓?zhí)恿饔驅(qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)。降水在地區(qū)分布呈自上游向下游遞減的趨勢(shì)。暴雨以6、7月最多,持續(xù)時(shí)間多在1~2d,1d降水量主要集中在9~12h,短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度很大。
1.3 洪水特性
該流域集水面積雖不大但洪水組合情況較復(fù)雜,在紅楓常出現(xiàn)復(fù)式洪峰。1次洪水歷時(shí)一般5~7d,漲水歷時(shí)9~36h不等,其洪量主要集中在2~3d。
流域內(nèi)洪枯流量相差大。如修文電廠水文站1959年6月26日至7月2日1次洪水總量達(dá)3.5億m3,為該站多年平均徑流量的27%,而洪峰流量1 740m3/s,為多年平均流量40.6m3/s的42.9倍。
1.4 開發(fā)簡(jiǎn)介
貓?zhí)犹菁?jí)分6級(jí)開發(fā),主要任務(wù)是發(fā)電,其中1、2級(jí)電站兼有灌溉、工業(yè)及城市供水及水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益。各水庫分布情況見圖1。
2.1 紅楓水庫
紅楓水庫是貓?zhí)犹菁?jí)的龍頭水庫,總庫容7.529億m3,為不完全多年調(diào)節(jié)水庫, 是貓?zhí)犹菁?jí)水庫水量調(diào)節(jié)的總樞紐,也是確保防洪安全的關(guān)鍵性工程。閘門原設(shè)計(jì)為卷揚(yáng)機(jī)啟閉,只能以全開或全關(guān)的方式進(jìn)行調(diào)度,后改造為液壓式啟閉,可以進(jìn)行開度控制運(yùn)行。
庫容大及溢洪閘門能開度控制運(yùn)行是紅楓水庫在梯級(jí)聯(lián)合防洪中最大的優(yōu)點(diǎn)。庫容大意味著可以多蓄水,在有可靠天氣預(yù)報(bào)及洪水預(yù)報(bào)前提下,能采取完全關(guān)閘錯(cuò)開下游區(qū)間洪峰的方式為下游防洪。閘門能開度控制作用是指遇較大洪水時(shí),紅楓水庫一旦關(guān)閘將不利于水庫本身的安全,在這種情況下,通過閘門開啟高度的大小控制好下泄流量,使之既能保證水庫本身的安全又能減緩下游水庫的防洪壓力。
2.2 百花水庫
百花水庫是貓?zhí)犹菁?jí)的第二大水庫,總庫容2.208億m3,具有年調(diào)節(jié)性能,汛期可聯(lián)合紅楓水庫削減洪峰流量,保證下游水庫大壩安全。
該水庫優(yōu)點(diǎn)是庫容不算太小,可聯(lián)合紅楓水庫為下游電站錯(cuò)峰。其缺點(diǎn)是閘門只能全開或全關(guān),無法采用開度控制運(yùn)行。
2.3 修文及以下水庫
修文及以下水庫總庫容均較小,最大的紅巖水庫庫容為0.446億m3,均為日調(diào)節(jié)水庫(不含紅林),閘門不能進(jìn)行開度控制運(yùn)行。紅林水庫為無調(diào)節(jié)水庫,大壩為自由溢流。
貓?zhí)犹菁?jí)水庫特征數(shù)據(jù)對(duì)比見表1。
(1) 防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)。汛期承擔(dān)下游防洪任務(wù)的水庫,通過閘門逐漸啟閉的方式,使其下泄流量與區(qū)間流量之總和等于下游允許安全泄量的調(diào)節(jié),稱之為防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)。
(2) 錯(cuò)峰調(diào)節(jié)。承擔(dān)著下游防洪任務(wù)的水庫在區(qū)間匯流時(shí)間較短,無法按閘門開啟高度控制下泄流量的情況下,而采取關(guān)閘錯(cuò)開區(qū)間洪峰的調(diào)節(jié)方式稱為錯(cuò)峰調(diào)節(jié)。
4.1 流域分區(qū)及雨量站布置
貓?zhí)恿饔蛟O(shè)有多個(gè)雨量或水位監(jiān)測(cè)站點(diǎn)(包括七眼橋站、平寨站、東平站、黃貓村站、青魚塘站、廣順站、麥翁站、紅楓站、百花站、窄巷口站、紅林站、修文站等)。各站點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)通過GSM或VHF能及時(shí)準(zhǔn)確地傳送至紅楓水情中心,為洪水預(yù)報(bào)以及實(shí)時(shí)調(diào)度提供可靠的數(shù)據(jù)保證。
4.2 洪水預(yù)報(bào)方案
4.2.1 產(chǎn)流計(jì)算模型
產(chǎn)流按蓄滿產(chǎn)流單層模型計(jì)算,各單元區(qū)都采用同樣參數(shù):即Wm=100,b=1.0。產(chǎn)流量R的計(jì)算公式為
當(dāng)A+PE≥Wmm時(shí),則
R=PE-(Wm-W0)
當(dāng)A+PE R=PE-(Wm-W0)+Wm(1- 式中,PE=P-E Wmm=Wm(b+1) A=Wmm[1-(1-W0/Wm)1/b+1] ;A為流域土壤含水量;PE指凈雨;P為降水量;E為蒸發(fā)量;Wmm為最大蓄水容量;Wm指平均蓄水容量;W0為初始含水量;b為流域蓄水容量分布不均勻的參數(shù)。 4.2.2 匯流計(jì)算模型 貓?zhí)訁R流采用新安江模型,即按匯流特性的不同,先將產(chǎn)流量劃為地表徑流和地下徑流,分別進(jìn)行匯流計(jì)算(單位線法),然后疊加。 地表徑流量Rs及地下徑流量Rg按下式劃分: 當(dāng)PE≤Fc×Δt時(shí),則 Rg=R Rs=0 當(dāng)PE>Fc×Δt時(shí),收 Rg=Fc×Δt Rs=R- Rg 式中,F(xiàn)c為流動(dòng)平均穩(wěn)定入滲率,mm/h;Δt為計(jì)算時(shí)段,經(jīng)綜合分析,Fc=1.2。 4.2.3 預(yù)報(bào)精度 貓?zhí)犹菁?jí)水庫從建成運(yùn)行至今,經(jīng)歷了多次大小洪水,隨著測(cè)報(bào)系統(tǒng)的建立與完善,洪水預(yù)報(bào)精度逐步提高。據(jù)近幾年的“洪水預(yù)報(bào)精度評(píng)定”結(jié)果(見表2),紅楓洪水預(yù)報(bào)平均合格率達(dá)89.4%,確定性系數(shù)平均達(dá)0.95,按規(guī)范可以評(píng)定為甲等預(yù) 注:QR>85.0%,DC>0.90,評(píng)定為甲級(jí)。 報(bào)。在如此精度洪水預(yù)報(bào)的保證下,紅楓、百花水庫可在洪水到來之前最大限度地騰空部分庫容,從而提高水庫的抗洪能力,增強(qiáng)防洪調(diào)度的預(yù)見性和主動(dòng)性,為整個(gè)梯級(jí)聯(lián)合防洪調(diào)度奠定了良好的基礎(chǔ)。 在有可靠洪水預(yù)報(bào)的前提下,再結(jié)合水庫實(shí)際情況,貓?zhí)犹菁?jí)防洪可以采用以下調(diào)度方式: (1) 修文及以下水庫為日調(diào)節(jié)或無調(diào)節(jié)性能,應(yīng)結(jié)合天氣預(yù)報(bào),在洪水來臨之前盡可能通過發(fā)電方式將水庫庫存水量下泄,騰空一部分庫容; (2) 對(duì)于中小型洪水,紅楓、百花應(yīng)在保證自身水庫安全運(yùn)行的情況下,采用關(guān)閘錯(cuò)開區(qū)間洪峰的方式減少下游水庫的防洪壓力; (3) 對(duì)于大型洪水,各水庫均開啟閘門泄洪,在保證自身大壩安全的情況下,紅楓采用防洪補(bǔ)償調(diào)節(jié)的方式向百花水庫泄洪,減輕百花及以下水庫的防洪壓力。 (編輯:陳紫薇) 2015-04-09 鮑優(yōu)堯,男,國電貴州電力有限公司紅楓水力發(fā)電廠,助理工程師. 1006-0081(2015)04-0029-03 P338.6 A
(A+PE)/Wmm)b+15 結(jié) 語