本文摘要：摘要：山區(qū)的河流流量具有驟漲驟落的特點，洪水發(fā)生兇猛，區(qū)域內(nèi)小水電站的發(fā)電引用流量較小，在前期進行預(yù)報分析時，無法精準(zhǔn)做出判斷。基于此，本文先分析了山區(qū)小水電站群汛期水庫調(diào)度的難點，隨后，重點探究了這一時期小水電站群的水庫優(yōu)化調(diào)度方法，具
摘要：山區(qū)的河流流量具有驟漲驟落的特點，洪水發(fā)生兇猛，區(qū)域內(nèi)小水電站的發(fā)電引用流量較小，在前期進行預(yù)報分析時，無法精準(zhǔn)做出判斷�；诖�，本文先分析了山區(qū)小水電站群汛期水庫調(diào)度的難點，隨后，重點探究了這一時期小水電站群的水庫優(yōu)化調(diào)度方法，具體如下。
關(guān)鍵詞：山區(qū);小水電站;汛期;水庫
引言：山區(qū)小水電站群如何在汛期做好水庫水位控制，在滿足水庫優(yōu)化調(diào)度的同時，又可以達到防汛發(fā)電的要求，實現(xiàn)科學(xué)化合理化的水庫優(yōu)化調(diào)度。若想達到這一目標(biāo)，就需要充分地考慮到水電站的水文、氣象、機組效率和龍頭水電站等水庫工程特性。
水電論文投稿刊物：《廣東水利水電》(月刊)創(chuàng)刊于1972年，由廣東省水利水電科學(xué)研究院主辦。 本刊是廣東省水利水電系統(tǒng)唯一持有國家統(tǒng)一刊號和國際標(biāo)準(zhǔn)刊號的綜合性水利水電技術(shù)刊物，國內(nèi)外公開發(fā)行�？锏臋谀吭O(shè)置涵蓋水利水電及相關(guān)行業(yè)的各個方面。讀者對象為水利水電、土木工程、水運、航道整治、環(huán)境工程、水土保持、城鎮(zhèn)給排水等行業(yè)從事規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理及科研工作的科技人員、管理干部和有關(guān)院校的師生。
山區(qū)小水電站群汛期水庫調(diào)度難點
上游出庫量計算困難
水情計算與預(yù)測需要將泄洪曲線、庫容曲線與過機流量曲線等數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)，但是，在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，部分設(shè)計單位給出的曲線本身存在誤差性，沒有通過實際測驗標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)實際應(yīng)用情況分析，庫容曲線和過機流量曲線所產(chǎn)生的影響較小，不會影響到水情計算與后續(xù)的預(yù)測工作，但是泄流曲線影響則較大[1]。在對水電站的泄流曲線進行校核中，如果計算偏差過大，會為之后水情預(yù)報工作帶來不確定性，增加入庫流量預(yù)報的難度。
區(qū)間流量預(yù)報困難
區(qū)間流量不能夠直接測量也無法通過曲線表進行計算，在山區(qū)小水電站群中間流量計算中，主要采用的是下游電站入庫流量減去上游電站出庫流量，將得到的區(qū)間流量作為24小時內(nèi)預(yù)測結(jié)果。區(qū)間流量本身是兩站之間受到降雨因素、支流、地下河等產(chǎn)生的流量，大小受到降雨連過道影響。但是，在計算中上下游水電站水情計算可能產(chǎn)生不同程度的誤差，造成計算數(shù)據(jù)匹配出現(xiàn)問題、
徑流傳播時間判斷困難
影響到區(qū)間傳播時間的因素較多，一般情況下主要與徑流大小、上下游斷面距離和河道邊界條件等方面因素有關(guān)。河道邊界條件是既定因素，徑流大小會隨著泄洪和上游發(fā)電量的變化產(chǎn)生變化。山區(qū)內(nèi)小水電站群水庫庫容較小，當(dāng)上游泄洪流量到達時刻和水電站水庫門閘調(diào)整時間出現(xiàn)偏差時，對區(qū)域內(nèi)水電站的發(fā)電情況會產(chǎn)生較為嚴重的影響。
山區(qū)小水電站群汛期水庫優(yōu)化調(diào)度方法
若要解決山區(qū)小水電站汛期的水庫調(diào)度問題，就需要結(jié)合水電站群，尤其是龍頭水電站水庫工程特性，以達到有效控制水位的效果。
統(tǒng)計汛期資料
統(tǒng)計分析出歷年、歷次洪水發(fā)生資料，并對每年洪水總量、水庫泄洪起止時間等列表進行統(tǒng)計。按照由高到低的順序，對每次洪水總量進行排列，列舉出次數(shù)最多的數(shù)值，作為騰庫庫容[2]。計算方法為：
G騰=正常當(dāng)蓄水水位-騰庫庫容 (1)
再根據(jù)水位和庫容關(guān)系進行優(yōu)化選擇，滿足防汛需求的同時，確保洪水過后水庫內(nèi)水位可以回到正常范圍內(nèi)。按照歷次水庫泄洪間隔時間，每隔5天進行以此分類統(tǒng)計。
加強洪水預(yù)報
在實際洪水預(yù)報調(diào)度工作中，氣象降雨預(yù)報早于實際降雨信息，而實際降雨預(yù)報要早于凈雨信息，凈雨預(yù)報信息要早于洪峰信息，并且要比最高水位信息更早。因此，對于山區(qū)小水電站群汛期水庫優(yōu)化調(diào)度的工作來說，精準(zhǔn)、及時且有效的水情預(yù)報和實時監(jiān)管是關(guān)鍵，預(yù)報精準(zhǔn)度和預(yù)見期能夠直接影響到最終調(diào)度的效果。例如，我國某地區(qū)的山區(qū)水電站群已經(jīng)建立了自動化信息采集和預(yù)測警報系統(tǒng)，實際應(yīng)用中洪水預(yù)報的精準(zhǔn)度已經(jīng)達到了甲級水平。但是，受到預(yù)見期短等因素的影響，工作人員將其與水位氣象進行耦合，創(chuàng)新設(shè)計了短期、中期和長期預(yù)報相結(jié)合的方法，提高了水文氣象預(yù)報的時效性與可靠性，有效延長的預(yù)見期，實現(xiàn)了24小時至120小時內(nèi)的洪水預(yù)報。
合理分析汛情
當(dāng)山區(qū)內(nèi)的小河流發(fā)生洪水之后，流量都會驟減。為了確保水電站發(fā)電用水需求能得到滿足，一般會將水庫水位控制較高。此時，采用綜合分析的方法，以對比、假設(shè)等方式，將水庫控制在前面選擇騰庫水位G騰，從而保證在相同用水量發(fā)電的情況下，避免對龍頭水電站的電量造成影響。在對小水電站群龍頭水庫水位、庫容、歷年進庫流量、機組效率和機組出力等進行統(tǒng)計分析之后，可以得到最終結(jié)果。
例如，我國某山區(qū)河流流域的梯級水電站為三級電站，龍頭水電站的發(fā)電廠裝機容量為2×2500kW，壩址以上流域面積接近500km²，水庫是總?cè)莘e為880萬m³，其中調(diào)節(jié)庫容為580萬m³，死庫容為300萬m³。在出現(xiàn)汛情時，為了控制水庫內(nèi)的水位，需要將發(fā)電引用流量作為進庫流量，在進庫流量減少的情況下，低水頭運行所產(chǎn)生的出力損失也會相應(yīng)降低，挖庫所引起的效益逐步上升。將真長蓄水水位相應(yīng)的庫容減去騰庫庫容之后，可以得到相應(yīng)的水位。這種方式不僅能確保在汛情發(fā)生期間取得防洪主動地位，又能保證洪水過后，水庫內(nèi)的水位可以恢復(fù)到正常水平，從經(jīng)濟效益的角度進行分析也較為可行。
全流域調(diào)度方案
全流域性洪水的主要特征是流量大，其洪峰在整體上小于區(qū)間型，洪峰位置的流量基本上在每秒中2000m³以上，屬于區(qū)間洪水造峰、上游洪水量大的形式。在汛情發(fā)展期間，洪水的過程較長。針對全流域型的洪水特征，在進行小水電站群水庫優(yōu)化調(diào)度中，要試試全流域的調(diào)度方案，具體步驟為：
(1)當(dāng)汛情發(fā)展?jié)M足全流域洪水預(yù)報調(diào)度啟用條件之后，水庫才可以開啟蓄水。當(dāng)預(yù)報入庫的洪峰流量低于全廠滿發(fā)流量完事，電站的平均發(fā)電流量應(yīng)該等同于入庫流量，并且維持水庫的水位不能超過汛期限制水位。
(2)當(dāng)入庫洪峰流量超過全廠滿發(fā)流量但是不足2500m³/s時，按照滿發(fā)流量進行發(fā)電，并將剩余的水量儲蓄在水庫中，控制洪水水庫的最高蓄水水位為587m。
(3)當(dāng)預(yù)報入庫洪峰流量超過2500m³/s時，洪峰流量過后，洪水處于退勢的情況下，仍按照全廠滿發(fā)流量進行發(fā)電，并將剩余水量存儲在水庫中，同時對最高水位進行控制。
總結(jié)：綜上所述，采用統(tǒng)計分析的方法，可以得出水電站水庫的來水、用水與棄水情況，并根據(jù)龍頭水電站水庫工程特性，選擇合理方法實現(xiàn)騰庫庫容。比較不同調(diào)度方法的綜合效益，以此確定最優(yōu)調(diào)度方案，提高資源利用效率，推動山區(qū)小水電站群汛期水庫整體優(yōu)化建設(shè)。
參考文獻：
[1]朱思瑾. 基于長江中下游生態(tài)環(huán)境改善的三峽水庫優(yōu)化調(diào)度方案研究[D].武漢大學(xué),2018.
[2]盧錕明,趙文發(fā),袁超.寶珠寺水電站洪水調(diào)度優(yōu)化方案[J].西北水電,2018(05):20-24.
作者：胡向陽 嚴文鋒 傅朝靈 嚴乾訓(xùn)
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