鮑優(yōu)堯(國(guó)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(kù)防洪預(yù)報(bào)及調(diào)度

鮑優(yōu)堯(國(guó)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(kù)由不同級(jí)別水庫(kù)串聯(lián)而成。為保證水庫(kù)安全度汛，需做好洪水預(yù)報(bào)工作，并針對(duì)各級(jí)水庫(kù)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(kù)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(kù)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

梯級(jí)水庫(kù);防洪預(yù)報(bào);貓?zhí)铀麡屑~

水庫(kù)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(kù)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(kù)為串聯(lián)水庫(kù)，其防洪工作不僅要考慮某個(gè)水庫(kù)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(kù)造成過(guò)大防洪壓力，從而保證整個(gè)梯級(jí)水庫(kù)的安全運(yùn)行。

1 梯級(jí)水庫(kù)概況

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(yáng)、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(kù)分布情況見(jiàn)圖1。

2 梯級(jí)各水庫(kù)優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 紅楓水庫(kù)

紅楓水庫(kù)是貓?zhí)犹菁?jí)的龍頭水庫(kù)，總庫(kù)容7.529億m3,為不完全多年調(diào)節(jié)水庫(kù), 是貓?zhí)犹菁?jí)水庫(kù)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?yè)P(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(kù)容大及溢洪閘門能開度控制運(yùn)行是紅楓水庫(kù)在梯級(jí)聯(lián)合防洪中最大的優(yōu)點(diǎn)。庫(kù)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(kù)一旦關(guān)閘將不利于水庫(kù)本身的安全,在這種情況下,通過(guò)閘門開啟高度的大小控制好下泄流量，使之既能保證水庫(kù)本身的安全又能減緩下游水庫(kù)的防洪壓力。

2.2 百花水庫(kù)

百花水庫(kù)是貓?zhí)犹菁?jí)的第二大水庫(kù)，總庫(kù)容2.208億m3，具有年調(diào)節(jié)性能,汛期可聯(lián)合紅楓水庫(kù)削減洪峰流量,保證下游水庫(kù)大壩安全。

該水庫(kù)優(yōu)點(diǎn)是庫(kù)容不算太小，可聯(lián)合紅楓水庫(kù)為下游電站錯(cuò)峰。其缺點(diǎn)是閘門只能全開或全關(guān)，無(wú)法采用開度控制運(yùn)行。

2.3 修文及以下水庫(kù)

修文及以下水庫(kù)總庫(kù)容均較小，最大的紅巖水庫(kù)庫(kù)容為0.446億m3,均為日調(diào)節(jié)水庫(kù)(不含紅林)，閘門不能進(jìn)行開度控制運(yùn)行。紅林水庫(kù)為無(wú)調(diào)節(jié)水庫(kù)，大壩為自由溢流。

貓?zhí)犹菁?jí)水庫(kù)特征數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。

3 防洪調(diào)度方式

(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(kù)，通過(guò)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(kù)在區(qū)間匯流時(shí)間較短，無(wú)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 流域洪水預(yù)報(bào)

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(guò)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-
(A+PE)/Wmm)b+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(kù)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(jiàn)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(kù)可在洪水到來(lái)之前最大限度地騰空部分庫(kù)容，從而提高水庫(kù)的抗洪能力，增強(qiáng)防洪調(diào)度的預(yù)見(jiàn)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)。

5 結(jié) 語(yǔ)

在有可靠洪水預(yù)報(bào)的前提下,再結(jié)合水庫(kù)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(kù)為日調(diào)節(jié)或無(wú)調(diào)節(jié)性能，應(yīng)結(jié)合天氣預(yù)報(bào)，在洪水來(lái)臨之前盡可能通過(guò)發(fā)電方式將水庫(kù)庫(kù)存水量下泄，騰空一部分庫(kù)容；

(2) 對(duì)于中小型洪水，紅楓、百花應(yīng)在保證自身水庫(kù)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(kù)的防洪壓力；

(3) 對(duì)于大型洪水，各水庫(kù)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(kù)泄洪，減輕百花及以下水庫(kù)的防洪壓力。

(編輯：陳紫薇)

2015-04-09

鮑優(yōu)堯,男，國(guó)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

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