廖坊水庫防洪調(diào)度方案研究

廖坊水庫防洪調(diào)度方案研究

廖方水庫位于江西省撫河市的中后期。是一座集防洪和灌溉于一體的大型節(jié)水項目（c）。考慮到能源、天然氣和水運的廣泛需求。水庫壩址以上控制集水面積7060km2,多年平均徑流量233m3/s。水庫正常蓄水位65.00m,校核洪水位68.44m,總庫容4.32億m3,主要建筑物有主壩、副壩、泄水建筑物、水電站等。工程2002年10月正式開工,2005年12月下閘蓄水,迄今已運行近5a。工程建成后,撫河以西重要圩堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)由50a一遇提高到100a一遇,保護南昌、撫州等重要城市和京九鐵路、向莆鐵路、福銀高速等重要交通干線;解決大量農(nóng)田灌溉用水和周圍城鎮(zhèn)生活、工業(yè)用水,多年平均年發(fā)電量1.55億kW·h,社會效益、經(jīng)濟效益顯著。1控制下游洪水(1)主汛期(4～6月)。為確保上、下游以及大壩防洪安全,將水位控制在61.00m以下。大洪水來時,利用防洪庫容為下游錯峰或削減洪峰,減輕洪水災(zāi)害。(2)后汛期(7～9月)。以防洪灌溉為主,將水位控制在65.00m以內(nèi),結(jié)合天氣預(yù)報和水情,靈活掌握蓄泄,同時滿足下游防洪和灌溉要求。(3)冬枯期(10～3月)。以蓄水灌溉為主,同時控制好閘門,下泄不小于60m3/s流量,以滿足下游生態(tài)以及生活用水要求。(4)控制運用以短期預(yù)報為主,中長期預(yù)報供參考。2保護下游防洪安全水庫坐落在撫河干流上,汛期洪水流量大,下游有重要城市和工礦企業(yè),保護下游防洪安全是廖坊水庫的主要任務(wù)。為此,研究了多種水庫調(diào)度方案,制定了相應(yīng)的調(diào)度規(guī)則和方式。2.1通過蓄泄水管入水庫及其下游防洪補償調(diào)節(jié)是根據(jù)區(qū)間來水量的多少來決定水庫的泄水,即當(dāng)區(qū)間來水量多時水庫少放水,區(qū)間來水量少時水庫多放水,區(qū)間來水量與水庫放水量兩者之和應(yīng)使防洪控制點的流量不超過其允許的安全泄量。一般以廖坊水庫大壩壩址即時流量及其前6h流量漲率,婁家村站即時流量及其前6h流量漲率進行水庫蓄泄水量控制。具體地說,當(dāng)廖坊壩址流量超過4000m3/s或支流臨水婁家村站流量超過2000m3/s,水庫對下游進行補償調(diào)節(jié)。若按廖坊壩址洪水流量漲率控制,水庫允許下泄流量4500～5000m3/s;若按婁家村洪水流量漲率控制時,水庫允許下泄流量2300～4000m3/s;水庫蓄水時取兩者較小值,水庫騰泄時取兩者較大值。2.2水庫泄壓降低加大控泄規(guī)則適用于大洪水的情況。當(dāng)庫水位達到防洪高水位67.94m后,先固定控泄流量6500m3/s;當(dāng)庫水位上升至68.12m(200a一遇)時,適當(dāng)加大泄量,固定控泄流量7000m3/s;當(dāng)庫水位繼續(xù)上升至68.44m(500a一遇)時,按泄量等于來量的泄水原則下泄,控制庫水位不再上升,以保障大壩安全。在入庫洪峰已過且已出現(xiàn)了最高庫水位后的水庫水位消落階段,在不影響壩坡穩(wěn)定和下游河道堤防安全的前提下,合理安排水庫下泄流量,盡快騰出防洪庫容,在下一次洪水到來之前使庫水位回降到正常水位。2.3配置方法(1)下游防洪工程措施按照水庫下游防洪泄水規(guī)則,水庫為下游防洪進行補償調(diào)節(jié),直至防洪庫容用完防洪高水位出現(xiàn)后,再采取加大控泄流量規(guī)則進行水庫防洪調(diào)度運用。(2)高水位水位來水流量小于5000m3/s時,水庫按泄量等于來量下泄,維持庫水位在正常高水位65.00m;來水流量大于或等于5000m3/s,按下泄5000m3/s流量控泄,直至達到防洪高水位。防洪高水位出現(xiàn)后,按加大控泄流量規(guī)則進行水庫防洪調(diào)度運用。3利益規(guī)劃3.1農(nóng)田干水排放撫河中游有金臨渠灌區(qū)、下游有贛撫平原灌區(qū),兩個灌區(qū)均從撫河干流引水。同時兼顧南昌鋼鐵廠、江西氨廠等企業(yè)的工業(yè)供水任務(wù)。為了兼顧壩址下游生態(tài)、航運等要求,水庫下泄流量應(yīng)不小于60m3/s。3.2各調(diào)度線及工作區(qū)劃分根據(jù)正常蓄水位65.00m,汛期限制水位61.00m,死水位61.00m,用1952～1998年來、用水資料進行長系列調(diào)節(jié)計算求得各調(diào)度線,并根據(jù)各調(diào)度線劃分出工作區(qū)。7～10月份,上包線(正常蓄水位)與下包線之間組成灌溉保證供水區(qū),下包線與灌溉破壞線構(gòu)成灌溉限制供水區(qū),灌溉破壞線以下為灌溉破壞區(qū);11月至次年3月由上、下包線劃分出3個發(fā)電工作區(qū),上包線以上為加大出力區(qū),上、下包線之間為保證出力區(qū),下包線以下為降低出力區(qū),見圖1。3.3配置方法由于供水和航運的需水要求相對較低,機組發(fā)電流量基本可以滿足其用水要求。所以,水庫正常運行階段的興利調(diào)度主要是灌溉調(diào)度和發(fā)電調(diào)度。(1)按灌溉需水量人量引灌①主汛期(4～6月),水庫水量充沛,按灌溉需水量從庫區(qū)取水灌溉;②后汛期(7～9月),根據(jù)調(diào)度圖,當(dāng)庫水位在灌溉保證供水區(qū)則按灌溉需水量引水灌溉;當(dāng)庫水位消落至限制灌溉供水區(qū),按灌溉需水量的80%供水;當(dāng)庫水位降至灌溉破壞區(qū)時,水庫按灌溉需水量的50%供水,在此期間除特殊情況外,庫水位消落下限為死水位;③冬枯期(10月至次年3月),由于灌溉需水量少,可按灌溉需水量引水。(2)按下游所需供水量,按90%保證出力發(fā)電①主汛期(4～6月),按來水流量減去灌溉引水流量進行發(fā)電調(diào)度,當(dāng)流量大于機組過流能力時按3臺機組全部發(fā)電;②后汛期(7～9月),當(dāng)庫水位在灌溉保證供水區(qū),按保證出力發(fā)電,此時若發(fā)電流量小于下游所需供水流量,則按下游所需供水流量要求放水發(fā)電;當(dāng)庫水位消落至灌溉限制供水區(qū),電站按90%保證出力放水發(fā)電,此時若發(fā)電流量小于下游所需供水流量時,按所需流量的85%放水發(fā)電,當(dāng)庫水位消落至灌溉破壞區(qū),電站按來水流量減去廖坊灌區(qū)引水流量發(fā)電;③冬枯期(10月至次年3月),由于發(fā)電流量可滿足下游所需供水流量的需要,所以水庫按發(fā)電調(diào)度即可。當(dāng)庫水位位于加大出力區(qū)時按保證出力的1.2倍發(fā)電,當(dāng)庫水位位于保證出力區(qū)時按保證出力發(fā)電,當(dāng)庫水位降至降低出力區(qū)時按保證出力的90%(或按60m3/s的流量)發(fā)電;當(dāng)庫水位降至死水位時,則按來水量發(fā)電。4洪水調(diào)度與水位自然排放的關(guān)系按水利部批復(fù)意見,廖坊水庫的汛限水位和死水位均為61.00m,兩個特性水位之間沒有庫容,在洪水調(diào)度過程中操作非常困難。實際應(yīng)用情況是在洪水來臨之前將水庫水位預(yù)泄到61.00m以下,甚至到60.00m,騰空一部分庫容,為洪水調(diào)度作準(zhǔn)備,這樣調(diào)度往往水位低于死水位運行。若能適當(dāng)提高汛限水位(例如高于死水位1m左右),汛期無洪水時按汛限水位運行,當(dāng)洪水來臨之前將水位預(yù)泄到死水位61.00m,騰空庫容,洪水調(diào)度作準(zhǔn)備,這樣水庫調(diào)度靈活性將大大增強。根據(jù)近年來的發(fā)展趨勢,設(shè)定動態(tài)汛限水位將是未來水庫調(diào)度的方向,即確定一個汛限水位的變化幅度,根椐中長期天氣預(yù)報,靈活制定不同時期,不同降雨量或不同洪峰流量相應(yīng)的汛限水位,爭取最大的運行效益。5調(diào)度原則和方案在滿足下游各用水部門和航運