防洪调度方式范文

时间:2024-03-06 17:55:10

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防洪调度方式

篇1

关键词:水利工程; 水库防洪; 调度方式; 分类设计

中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:

引言:

所谓防洪分类调度方式设计, 就是依据不同天气系统所对应的暴雨致洪典型, 设计出不同的防洪调度规则, 克服现行的单套防洪调度规则适应性差的问题, 以便实时调度中选择更加符合实际的可行规则。这一方式对增长洪水预见期, 充分利用洪水资源, 保障防洪安全, 转变现行单套调度规则的设计方法具有一定的理论与实用价值。

水库防洪分类调度方式设计的必要性与可行性

1. 必要性

目前规范规定新建水库的防洪调度方式设计不允许考虑预报信息, 而以实际库水位或入库流量为改变水库下泄流量的判断标准。因水位信息滞后, 往往贻误泄流时机。防洪预报调度方式由于选择洪水预报的累积净雨量或峰前流量等作为改变水库蓄泄的判断指标, 能提前判断发生洪水的量级、频率, 及时变动蓄泄方案, 因此比常规防洪调度方式有很大的改进。但是二者都依据历史资料选取同一个不利暴雨洪水典型, 设计出一套调度规则, 并假定典型暴雨洪水重演时, 按照给出的规则调节洪水, 可满足原设计防洪安全要求。

然而调度实践表明, 不同的天气系统影响的暴雨洪水过程不同, 仅仅选择单一典型暴雨洪水, 设计出一套调度规则, 不能满足不同天气系统的暴雨洪水过程的防洪安全与洪水资源利用要求。我国许多大型水库在防洪调度方式设计时, 也同样暴露出这一问题。因此, 有必要研究水库防洪分类调度方式, 给出多套调度规则, 以应对实际调度中可能发生的各种天气类型暴雨洪水的防洪安全与洪水资源利用问题。

2.可行性

水库防洪分类调度方式设计的重要内容之一, 是从影响暴雨洪水的天气系统成因出发, 将洪水过程聚类, 选出不同类型的洪水典型。这项工作所依据的历史水文气象资料, 主要包括各洪水过程的暴雨时空分布资料及其影响天气系统的海平面、850、750、500 hPa( 百帕) 高空形势分析图。我国水文、气象部门自1951 年至今已积累相应资料, 使水库防洪分类调度方式设计具备了可能性。

水库防洪分类调度方式设计的目的, 是为防洪实时调度阶段提供多套可操作的调度规则, 以应对相应天气类型暴雨洪水的水库防洪安全与洪水资源利用问题。为此, 实时防洪调度中需要回答一个关键问题, 即如何认定面临时刻将发生暴雨洪水的影响天气系统类型。目前, 气象部门采用先进的监测手段, 大型高速计算机, l~ 2 h 内可提供同化产品500 hPa 环流形势图, 并向公众暴雨的影响天气系统类型。若流域洪水预报计算时段为1~3h, 则在实际降雨第一时段末, 或洪水刚起涨时, 便可真实的知道本流域暴雨的影响天气系统类型。依据真实的暴雨洪水天气系统类型选择调度规则, 可以避免天气系统类型预报误差带来的风险; 为了增加预见期, 还可以应用T213、GFS 和MM5 模式间隔6~ 12 h 滚动预报未来24~ 72 h 环流形势变化趋势。这就是说, 可提前6~ 12 h 预知未来暴雨的影响天气系统类型, 这一预见期可为决策者初选调度规则, 制定调度方案提供有利条件。在资料积累、预报水平提高, 及风险分析认定不能增加原防洪设计风险度的基础上, 则可以应用6~ 12 h 预见期, 实施所选调度规则。可见, 水文气象部门多年积累的资料和当代气象科学的新进展, 为水库防洪分类调度方式设计提供了可行性。

水库防洪分类调度方式设计的基本条件与设计步骤

1.基本条件

水库在拟实施防洪分类调度方式设计时, 应根据本水库的具体情况, 具体分析是否具备以下条件。

( 1) 气象部门能够提供识别暴雨影响天气系统类型的信息。这是新建水库防洪分类调度方式设计和已建水库防洪分类预报调度方式设计的首要条件。

( 2) 水、雨情自动测报系统性能可靠、运行稳定, 信息传递畅通率、误码率达到规范要求。这是保证防洪分类调度方式设计成果在实时调度阶段安全实施的必要条件之一。

( 3) 洪水预报方案要达到规范规定的甲、乙级水平。这是设计防洪分类预报调度方式的基础。

( 4) 泄流设备开启关闭要灵活, 水库配备专门技术人员, 与决策机构联系的通讯系统畅通。这是保证各种防洪调度方式设计成果在实时调度阶段安全实施的必要条件。

2.设计的核心内容与步骤

基于水库防洪分类调度方式设计的属性、理念及基本条件, 其设计的核心内容与步骤是:

( 1) 若已建运行多年的水库具备上述五项条件, 则水库防洪分类调度方式修改设计的核心内容是, 针对不同类型天气系统的暴雨洪水典型, 在满足批复设计的防洪安全要求原则下, 推求相应类型的防洪预报调度规则, 为实时调度提供多套预报调度规则选择。目前, 大型且调节性能较高的水库, 按照总量控制原则, 采用逐级调节确定或逐级调节滞后泄流的调洪方法确定预报调度规则的具体指标值。

( 2) 若新建水库具备上述的( 1) 和( 4) 项条件, 则可以实施水库防洪分类调度方式设计, 其核心内容是, 针对不同类型天气系统的暴雨洪水典型, 在满足批复设计的防洪安全要求原则下, 推求相应类型的不考虑洪水预报的防洪调度规则, 为实时调度提供多套防洪调度规则选择。每一类规则可用实际入库流量或库水位作指标, 其设计过程仍按照现行规范要求进行。

分类调度方式设计风险分析

分类调度方式根据影响暴雨洪水的天气系统成因不同, 选择多个不利暴雨洪水典型, 制定出多套调度规则为实时洪水调度方案制定提供选择。就风险源而言, 对于新建水库, 分类调度方式与常规调度方式相比较, 风险来源于实时阶段天气系统的识别。对于修改预报调度方式的已建水库而言, 其风险来源于实时阶段天气系统的识别及洪水预报的误差。根据现代气象预报水平及跟踪监测技术的发展, 气象部门首先可在降雨发生前6h 较准确预报出影响流域降雨的天气系统类型。在降雨发生后1h 即可同化数值分析结果, 给出影响流域降雨的真实天气系统类型。由于流域洪水预报时段通常采用2~ 3h, 即实时调度中, 是在按照实际发生的天气系统进行调度的, 因此, 实时阶段天气系统的识别并没有增加分类调度方式设计的风险。

对新建水库, 由于仍采用实际库水位或入库流量为水库调度规则的判定标准, 因此, 分类调度方式设计的风险不超过原设计调度方式的风险度。对已建水库, 分类调度方式设计的风险仍然是洪水预报的误差。按照实施分类调度方式的条件要求, 当洪水预报精度满足规范要求时, 已建水库的防洪分类调度方式也不增加原设计的风险。水平, 其风险是可以承受的。当然, 为安全, 还可选择实际库水位为水库调度规则的辅助判断指标, 保证水库达到原设计的防洪标准。

结束语:

水库防洪分类调度方式设计的理念与方法, 是对现行调度方式设计所存在的问题而提出的方法,也是气象水文科学发展的必然结果, 对防洪调度理论研究具有科学价值。这种方法与现行的方法的根本差别是能够为实时调度提供多套调度规则, 以应对不同类型天气系统的暴雨洪水, 达到提高防洪能力和充分利用洪水资源的双重目的。

篇2

防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案技术评审意见

 

按照《三明市人民政府防汛抗旱指挥部转发省防指关于做好2021年水库汛期防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案审查审批工作的通知》(明汛防指〔2021〕4号)、《三明市水利局关于做好2021年度水库大坝汛期防洪调度运用计划审查审批工作的通知》(明水函〔2021〕11号)等文件精神要求,2021年3月22日,三明市水利局在三明市召开“2021年度三明市中型水库和水电站大坝汛期防洪调度运用计划和防汛抢险应急预案”技术评审视频会。参加会议的有:12个县(市、区)水利局、40座中型水库和水电站管理单位的代表和评审专家,并成立了技术评审专家组(名单附后)。与会代表和专家根据《福建省水库大坝安全管理规定(试行)》(闽政〔2009〕24号)、《福建省水库大坝汛期防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案审批管理办法(试行)》(闽防〔2010〕1号)及相关规程、规范和有关文件等的规定要求,并结合水库和水电站初设、大坝安全鉴定与除险加固情况和历年汛期调度运用计划的执行情况,对2021年中型水库汛期调度运用计划及防洪抢险应急预案进行了认真讨论,形成技术审查初步意见,会后编制单位根据技术审查初步意见及专家意见进行修改完善,并提交了40座中型水库和水电站大坝汛期防洪调度运用计划(以下简称《防洪调度运用计划(报批稿》),经复审,认为《防洪调度运用计划》的内容和深度基本达到相关规程、规范和有关文件等的规定要求。主要技术审查意见如下:

 

一、汛期分期及起讫时间

2021年汛期时段为4月1日~10月15日。

二、汛期防洪调度运用计划与防洪抢险应急预案

(一)斑竹水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

斑竹水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位125.50m,堰顶高程为117.0m(溢洪道挂闸)。2014年10月16日通过了国家能源局大坝安全中心第三次大坝安全鉴定(坝监函〔2014〕111号),大坝审定为正常坝,拟计划2021年再次开展大坝安全鉴定工作。水库控制水位123.50m,相应库容1132万m3,水库正常蓄水位125.50m,相应库容1844万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:三明市城区和下游1个乡(镇)、1个行政村涉及沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及205国道、鹰厦铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~7月,水库运行控制水位123.5m~125.5m,当预报入库流量小于980 m3/s,控制水位在正常蓄水位125.5m(含)以下运行;当预报入库洪水流量将大于980 m3/s,小于1440 m3/s,将库水位降至125.0m(含)以下;当预报入库流量大于等于1440m3/s,小于1820 m3/s时,将库水位降至124.5m(含)以下;当预报入库流量大于等于1820m3/s,小于2040m3/s时,将库水位降至124.0m(含)以下;当预报入库流量大于等于2040m3/s时,将库水位降至123.50m(含)以下;

(2)当预报入库流量大于2250m3/s时,控制水位在123.50m(含)以下,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。当闸门已全部开启水位仍上涨时,则保持闸门全开自由泄流。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,三明市人民政府防汛抗旱指挥部以《三明市人民政府防汛抗旱指挥部关于东牙溪、竹洲、台江、斑竹四座中型水库水电站防洪抢险应急预案的批复》(明防〔2018〕16号)进行批复。

(二)东牙溪水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

东牙溪水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位315.55m,相应库容1840万m3,堰顶高程为315.55m。2014年12月经福建省水利厅《福建省水利厅关于印发三明市东牙溪水库大坝安全鉴定报告书的通知》(闽水建管〔2014〕79号)安全鉴定为二类坝;2021年2月9日通过了市水利局组织的东牙溪进水口改造工程的下闸蓄水验收(明水函〔2021〕9号);拟计划2021年完成再次的大坝安全鉴定工作。水库按正常蓄水位315.55m 运行,相应库容1840万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游富兴堡街道、城关街道等沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及212省道等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,4月~6月水库水位不低于305.0m,7月1日~10月15日水库水位不低于310.0m。

(2)当水库水位超过正常蓄水位时,保持自由泄流,最大限度加大放水,直至水位回落到正常蓄水位。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,三明市人民政府防汛抗旱指挥部以《三明市人民政府防汛抗旱指挥部关于东牙溪、竹洲、台江、斑竹四座中型水库水电站防洪抢险应急预案的批复》(明防〔2018〕16号)进行批复。

(三)台江水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

台江水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位133.5m,堰顶高程为125.0m(溢洪道挂闸)。2014年10月31日经三明市水利局安全鉴定为二类坝,拟计划2021年完成再次的大坝安全鉴定工作。水库按正常蓄水位133.5m运行,相应库容1833.0万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游1个乡(镇)、7个行政村和下游三明市城区涉沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及205国道、鹰厦铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,汛期泄洪时,以控制水位在133.5米以下为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。当水位回落至133.5m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,三明市人民政府防汛抗旱指挥部以《三明市人民政府防汛抗旱指挥部关于东牙溪、竹洲、台江、斑竹四座中型水库水电站防洪抢险应急预案的批复》(明防〔2018〕16号)进行批复。

(四)竹洲水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

竹洲水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位146m,堰顶高程为137.2m(溢洪道挂闸)。2015年9月经国家电力监管委员会大坝安全监察中心,第二次定期检查专家组鉴定,大坝为正常坝。水库防洪控制水位145.0m,相应库容1017万m3,正常蓄水位146.0m运行,相应库容1370万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游1个乡(镇)、2个行政村和下游1个乡(镇)、1个街道沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及205国道、鹰厦铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~7月水库运行控制水位145.0m~146.0m,当预报流量小于1054 m3/s,库水位保持在正常蓄水位146m(含)以下运行;当预报洪水流量将大于1054 m3/s,小于1700 m3/s,将库水位降至145.50m(含)以下;当预报洪水流量将大于1700 m3/s,将库水位降至145m(含)以下。

(2)当水位降至145m,洪水流量继续大于1700 m3/s,通过闸门开度控制按来水泄放洪水,使库水位保持在145m(含)以下;当闸门全开启水位仍上涨,则保持全开自由泄流。待洪水消退,水位回落到145m时,控制泄流,待机回蓄。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,三明市人民政府防汛抗旱指挥部以《三明市人民政府防汛抗旱指挥部关于东牙溪、竹洲、台江、斑竹四座中型水库水电站防洪抢险应急预案的批复》(明防〔2018〕16号)进行批复。

(五)丰海水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

丰海水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位190.5m,堰顶高程为178.5m(溢洪道挂闸)。2020年10月19日经三明市水利局安全鉴定为一类坝(明水审批〔2020〕53号)。水库汛限水位188.5m,相应库容755万m3,正常蓄水位190.5m,相应库容1085万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游的曹远镇丰海,安砂镇热水、水南、水礁、江芳、曹田、苔茹等七个行政村涉及沿河群众与耕地的生活与生产设施;下游曹远镇丰海、前坪、鸬鹚、埔头、上墩、下墩等六个行政村涉及沿河群众与耕地的生活与生产设施;以及省道307及工矿企业等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~7月水库运行控制水位188.5m~190.5m,当水库入库流量小于500m3/s时,可根据流域雨水情采取灵活调度措施,水位可控制在正常蓄水位190.50m(含)以下运行。当遭遇暴雨洪水时,水库水位应逐步降至188.50m以下运行。

(2)泄洪按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(3)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持闸门全开自由泄流。当水位回落至187.50 m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,永安市人民政府防汛抗旱指挥部以《永安市人民政府防汛抗旱指挥部关于贡川等5座中型水库汛期防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案的批复》(永防〔2019〕8号)文进行了批复。

(六)鸭姆潭水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

鸭姆潭水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位176.2m,堰顶高程为171.7m(溢洪道挂闸)。2018年12月21日经三明市水利局安全鉴定为二类坝(明水电〔2018〕675号),水库正常蓄水位176.2m,相应库容1430万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游曹远镇丰海、前坪、鸬鹚、埔头、上墩、下墩和下游1个乡镇、1个街道、5个行政村沿河群众与耕地的生活与生产设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,汛期泄洪时,以控制水位在176.2米以下为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。(3)当水位回落至176.2m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,永安市人民政府防汛抗旱指挥部以《关于2018年度中小型电库大坝汛期防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案的批复》(永防〔2019〕8号)进行批复。

(七)上坂水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

上坂水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位305.0m,堰顶高程为300.8m(溢洪道挂闸)。2017年9月20日经三明市水利局安全鉴定为二类坝(明水电〔2017〕495号),4月~6月水库汛限水位303.0m,正常蓄水位305m运行,相应库容1003万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游1个乡(镇)、3个行政村沿河群众与耕地的生活与生产设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月水库运行控制水位302.0m~303.0m。当预报入库流量大于150 m3/s,将水库水位降至302.0m(含)以下,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”;当预报入库流量大于450 m3/s时,闸门全部开启泄洪,当闸门已全部开启水位仍上涨时,则保持闸门全开自由泄流;当水位回落至303.0m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

(2)7月1日~10月15日,水库运行控制水位303.0m~305.0m。当预报有大暴雨时,水库水位控制在303.0m(含)以下运行。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,永安市人民政府防汛抗旱指挥部以《永安市人民政府防汛抗旱指挥部关于贡川等5座中型水库汛期防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案的批复》(永防〔2019〕8号)进行批复。

(八)西门水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

西门水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位166.0m,堰顶高程为159.0m(溢洪道挂闸)。2020年12月30日经三明市水利局安全鉴定为一类坝(明水审批〔2020〕62号)。水库按正常蓄水位166.0m运行,相应库容1031.5万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游1个乡(镇)、1个街道、6个行政村和下游城区沿河群众与耕地的生活与生产设施及205国道等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,汛期泄洪时,以控制水位在166.0米以下为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。当水位回落至166.0m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,永安市人民政府防汛抗旱指挥部以《永安市人民政府防汛抗旱指挥部关于贡川等5座中型水库汛期防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案的批复》(永防〔2019〕8号)进行批复。

(九)贡川水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

贡川水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位157.5m,堰顶高程为147.5m(溢洪道挂闸)。2015年1月29日经国家电力监管委员会大坝安全监察中心(坝监函〔2015〕66号)安全评定为正常坝,拟计划2021年再次开展大坝安全鉴定工作。水库按正常蓄水位157.5m 运行,相应库容2786万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游燕北街道、坂尾村,贡川镇南板村和下游贡川镇居民的沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及古城墙及“会清桥”保护文物等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,汛期泄洪时,以控制水位在157.5米以下为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。当水位回落至157.5m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,永安市人民政府防汛抗旱指挥部以《永安市人民政府防汛抗旱指挥部关于贡川等5座中型水库汛期防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案的批复》(永防〔2019〕8号)进行批复。

(十)水口水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

水口水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位331.5m,堰顶高程为321.5m(溢洪道挂闸)。2019年8月27日经三明市水利局安全鉴定为二类坝(明水农电〔2019〕3号)。水库汛限水位330.0m,相应库容1608万m3,按正常蓄水位331.5m运行,相应库容1872.2万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游夏坊乡的李沂村,下游大龙乡的角溪村的沿河群众的生活与生产设施,以及角溪电站等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月以在汛限水位330.0m以下运行为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。

(3)7月1日~10月15日,按正常蓄水位331.5m以下运行为原则。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,明溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《明溪县人民政府防汛抗旱指挥部关于黄沙坑等四座中型水库大坝安全管理(防洪抢险)应急预案的批复》(明防〔2020〕3号)进行批复。

(十一)芦下陂水库(大坝安鉴,2017年已审查,但未审批,讨论是否需降低水位)

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

芦下陂水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位451.5m,堰顶高程为451.5m。拟计划2021年再次开展大坝安全鉴定工作。水库按正常水位451.5m运行,相应库容825万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游为建宁县盟鹏水电有限公司(焦坑电站)等重要设施和下游坊头村沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及306省道等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

建议安全鉴定未完成前按相关文件要求,降低水位运行。

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,4月~6月泄洪时以控制水位在451.5m以下为原则。

(2)当水库水位超过451.5m时,加大放水,直至水位回落到正常蓄水位451.5m以下运行。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,明溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《明溪县人民政府防汛抗旱指挥部关于黄沙坑等四座中型水库大坝安全管理(防洪抢险)应急预案的批复》(明防〔2020〕3号)进行批复。

(十二)蒙州水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

蒙州水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位389.0m,堰顶高程为383.0m(溢洪道挂闸)。2017年9月18日经三明市水利局安全鉴定为二类坝(明水〔2017〕471号),水库汛限水位388.0m,相应库容1652万m3,按正常蓄水位389.0m运行,相应库容1779.5万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游的新建村、下游的李沂村的沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及李沂电站、306省道等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月以在汛限水位388.0m以下运行为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。

(3)7月1日~10月15日,按正常蓄水位389.0m以下运行为原则。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,明溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《明溪县人民政府防汛抗旱指挥部关于黄沙坑等四座中型水库大坝安全管理(防洪抢险)应急预案的批复》(明防〔2020〕3号)进行批复。

(十三)黄沙坑水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

黄沙坑水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位447m,堰顶高程为442.0m(溢洪道挂闸)。2020年12月9日水库通过了由三明市水利局组织的竣工验收(明水函〔2020〕64号),水库控制水位445.0m,相应库容1424万m3,按正常水位447.0m运行,相应库容1620万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游大陂村、姜坊村沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施,以及涉及下游姜坊电站等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月水库在控制水位445.0m以下为原则。

(2)当水库水位高于445.0m时,采用闸门全开由溢洪道自由泄洪,做到“来多少,泄多少”。

(3)7月1日~10月15日,按正常蓄水位447.0m以下运行为原则。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,明溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《明溪县人民政府防汛抗旱指挥部关于黄沙坑等四座中型水库大坝安全管理(防洪抢险)应急预案的批复》(明防〔2020〕3号)进行批复。

(十四)琴源水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

琴源水库防洪标准为50年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,正常蓄水位589.8m,堰顶高程为589.8m。2016年2月26日经三明市水利局安全鉴定为二类坝(明水管〔2016〕45号),水库按正常蓄水位589.8m运行,相应库容1220万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游1个乡(镇)的6个村沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,以控制水位在589.8米以下为原则。水库按正常蓄水位589.8m运行。

(2)当水库水位高于正常蓄水位589.8m时,采用敞泄方式,由溢洪道自由泄洪。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,清流县人民政府防汛抗旱指挥部以《清流县人民政府防汛抗旱指挥部关于清流县琴源水库防洪抢险应急预案的批复》(清汛〔2020〕5号)文进行了批复。

(十五)嵩口坪水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

嵩口坪水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位285.0m,堰顶高程为278.7m(溢洪道挂闸)。2017年11月经三明市水利局安全鉴定为二类坝(明水电〔2017〕524号),4月~6月水库控制水位284m,相应库容1480万m3,按正常水位285.0m运行,相应库容1670万m3。

2.防洪任务

水库防洪保护对象有:涉及上游清流县城区及下游1个乡镇的3个村沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及省道重要设施等。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月水库以控制水位在284m以下运行为原则。泄洪时,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。

(3)7月1日~10月15日,按正常蓄水位285.0m以下运行为原则。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,清流县人民政府防汛抗旱指挥部以《清流县人民政府防汛抗旱指挥部关于嵩口坪水电站水库大坝安全管理(防洪抢险)应急预案的批复》(清汛〔2020〕5号)文进行了批复。

(十六)泉上水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

泉上水库防洪标准为100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,正常蓄水位464.5m,堰顶高程为463.5m(溢洪道挂闸)。常态化除险加固工程于2019年3月进行下闸蓄水验收(宁水利〔2019〕42号),于2021年1月19日通过由宁化县水利局组织的竣工验收(宁水利〔2021〕8号)。水库控制水位463.5m运行,相应库容1158.0万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及2个乡(镇)的2个村,沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~10月水库以控制在463.5m以下运行为原则。泄洪时,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”;

(2)当水库水位高于堰顶高程463.5m,闸门全部开启,由溢洪道自由泄流。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,宁化县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于隆陂、泉上、桥下、沙坪四座中型水库大坝安全管理(防汛抢险)应急预案的批复》(宁防〔2019〕字第5号)进行批复。

(十七)隆陂水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

隆陂水库防洪标准为100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,正常蓄水位419.0m,堰顶高程为419.0m,常态化除险加固工程于2019年3月进行下闸蓄水验收(宁水利〔2019〕 42号),于2019年11月29日通过由宁化县水利局组织的工程竣工验收(宁水利[2019]145号)。水库按正常蓄水419.0m运行,相应库容1350万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游2个乡(镇)的2个村沿河的群众与耕地的生活与生产设施,以及永宁高速公路和307省道、通讯长线及下游7座电站等重要设施防汛安全。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~10月水库水位以在控制在419.0m以下运行为原则。

(2)当水库水位高于正常蓄水位419.0m时,采用敞泄方式,由溢洪道自由泄洪。

4.防洪抢险应急预案

    水库已完成防洪抢险应急预案编制,宁化县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于隆陂、泉上、桥下、沙坪四座中型水库大坝安全管理(防汛抢险)应急预案的批复》(宁防〔2019〕字第5号)进行批复。

(十八)沙坪水库(安鉴工作)

1.期各分期防洪限制水位、防洪库容

沙坪水库防洪标准为50年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,正常蓄水位472.13m,堰顶高程为472.13m,除险加固工程于2011年3月16日通过竣工验收。水库控制水位为471.13m,水库按正常蓄水位472.13m运行,相应库容918.0万m3。建议补充水库大坝安全鉴定工作安排情况。

2.洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游3个乡(镇)的7个村,沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施、以及下游1个电站、省道221等重要设施防洪安全。

3.水调度原则或洪水调度方案(县意见汛期均为471.13m以下运行)

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~10月水库水位以在控制在471.13m以下运行为原则。

(2)当水库水位高于正常蓄水位472.13m时,采用敞泄方式,由溢洪道自由泄洪。

4.洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,宁化县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于隆陂、泉上、桥下、沙坪四座中型水库大坝安全管理(防汛抢险)应急预案的批复》(宁防〔2019〕字第5号)进行批复。

(十九)桥下水库

1.期各分期防洪限制水位、防洪库容

桥下水库防洪标准为100年一遇洪水设计,2000年一遇洪水校核,正常蓄水位434.5m,堰顶高程为434.5m,常态化除险加固工程于2019年3月进行下闸蓄水验收(宁水利〔2019〕42号),于2021年1月19日通过由宁化县水利局组织的工程竣工验收(宁水[2021]7号)。水库按正常蓄水位434.5m运行,相应库容786万m3。

2.洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游2乡(镇)的8个村沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施,以及下游4个电站等重要设施防汛安全。

3.水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~10月水库水位以在控制在434.5m以下运行为原则。

(2)当水库水位高于正常蓄水位434.5m时,采用敞泄方式,由溢洪道自由泄洪。

4.洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,宁化县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于隆陂、泉上、桥下、沙坪四座中型水库大坝安全管理(防汛抢险)应急预案的批复》(宁防〔2019〕字第5号)进行批复。

(二十)合水口水库

1.期各分期防洪限制水位、防洪库容

合水口水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位317.50m,堰顶高程为317.5m。2016年11月21日经三明市水利局安全鉴定为二类坝(明水电〔2016〕430号), 水库按正常蓄水位317.5m运行,相应库容750万m3。

2.洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游1乡(镇)的1个行政村和下游2乡(镇)的2个行政村涉及沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及省道S306等重要设施。

3.水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,泄洪时以控制水位在317.5m以下为原则。

(2)当水库水位超过正常蓄水位317.5m时,采用敞泄方式,由溢洪道自由泄洪。

4.洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,建宁县人民政府防汛抗旱指挥部以《建宁县人民政府防汛抗旱指挥部关于合水口电站水库防洪抢险应急预案的批复》(建防〔2020〕4号)进行批复。

(二十一)良浅水库

1.期各分期防洪限制水位、防洪库容

良浅水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位211.2m,堰顶高程为199.2m(溢洪道挂闸)。2016年4月坝监安监函〔2016〕152通过大坝第三次定期检查,大坝审定为正常坝(A级)。水库按正常蓄水位211.2m运行,相应库容1437万m3。

2.洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游1个乡、1个行政村和下游1乡(镇)、1个行政村涉及沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及将乐到泰宁X751县道等重要设施。

3.水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,汛期泄洪时,以控制水位在211.2m以下为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。当水位回落至211.2m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,泰宁县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于2018年度中小型电库大坝汛期防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案的批复》(泰防〔2018〕5号)进行批复。

(二十二)水埠水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

水埠水库防洪标准为100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,正常蓄水位680.6m,堰顶高程为680.6m。2015年8月24日经福建省水利厅《福建省水利厅关于印发泰宁县水埠水库大坝安全鉴定报告书的通知》(闽水建管〔2015〕65号)安全鉴定为二类坝;水库按正常蓄水位680.6m运行,相应库容1042万m3。

2.洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游泰宁城区和2个乡(镇)的13个村沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施,以及涉及下游地下电缆、向莆铁路、建泰高速公路和黎泰公路等重要设施。

3.水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,以控制水位在680.6米以下为原则。水库按正常蓄水位680.6m运行。

(2)当水库水位高于正常蓄水位680.6m时,采用敞泄方式,由溢洪道自由泄洪。

4.洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,泰宁县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于2018年度小型水库汛期防洪调度应用计划和中(小)型水库汛期防洪抢险应急预案的批复》(泰防〔2018〕8号)进行批复。

(二十三)小王水库

1.期各分期防洪限制水位、防洪库容

小王水库防洪标准为100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,正常蓄水位278.35m,堰顶高程为274.05m(溢洪道挂闸),2015年5月29日经三明市水利局组织专家组对大坝安全鉴定(明水管〔2015〕147号)),大坝鉴定为二类坝。水库汛限水位276.15m,相应库容1057.0万m3,水库控制水位276.65m,相应库容1107万m3。水库按正常蓄水位运行,相应库容1283.0万m³。

2.洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游2个乡(镇)的9个村沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施,以及涉及下游省道岭文线等重要设施。

3.水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月以在汛限水位276.15m以下运行为原则。泄洪时,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”;当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。

(2)7月1日~10月15日,按控制水位276.65m以下运行为原则。

4.洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,将乐县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于小王水库等13座防洪抢险应急预案的批复》(将防〔2018〕8号)进行批复。

(二十四)黄潭水库

1.期各分期防洪限制水位、防洪库容

黄潭水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位186.0m,堰顶高程为176.5m(溢洪道挂闸)。2019年7月经三明市水利局组织专家组对大坝安全鉴定(明水农电函〔2019〕2号)),大坝鉴定为二类坝。 4月~6月水库汛限水位185.5m,相应库容713万m3,按正常蓄水位186.0m运行,相应库容786.5万m3。

2.洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游黄潭镇的将溪、大言等2行政村和下游黄潭镇与下游五个行政村的沿河群众与耕地的生活与生产设施等。

3.水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月以在汛限水位185.5m以下运行为原则。汛期泄洪时,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”;当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流;当水位回落至185.5m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

(2)7月1日~10月15日,按正常蓄水位185.5m以下运行为原则。

4.洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,将乐县人民政府防汛抗旱指挥部以《将乐县人民政府防汛抗旱指挥部关于高唐电站水库等6座水库防洪抢险应急预案的批复》(将汛〔2018〕6号)进行批复。

(二十五)大言水库

1.期各分期防洪限制水位、防洪库容

大言水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位197.8m,堰顶高程为184.8m(溢洪道挂闸)。2015年1月通过大坝安全定期检查,大坝审定为正常坝。拟计划2021年完成再次的大坝安全鉴定工作。水库按正常蓄水位197.8m运行,相应库容1240万m3。

2.洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游1个乡、1个行政村和下游2个行政村涉及沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及将乐到泰宁X751县道等重要设施。

3.水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,汛期泄洪时,以控制水位在197.8m以下为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。(3)当水位回落至197.8m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,将乐县人民政府防汛抗旱指挥部以《将乐县人民政府防汛抗旱指挥部关于高唐电站水库等6座水库防洪抢险应急预案的批复》(将汛〔2018〕6号)进行批复。

(二十六)孔头水库

1.期各分期防洪限制水位、防洪库容

孔头水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位175.8m,堰顶高程为163.8m(溢洪道挂闸)。2018年9月大坝通过大坝安全第三次定期检查,为正常坝,水库按正常蓄水位175.8m运行,相应库容2526万m3。

2.洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游1镇、3个行政村和下游1镇、3个行政村涉及沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及将乐到泰宁X751县道、将乐到明溪县的S204省道等重要设施。

3.水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,汛期泄洪时,以控制水位在175.8m以下为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。(3)当水位回落至175.8m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,将乐县人民政府防汛抗旱指挥部以《将乐县人民政府防汛抗旱指挥部关于高唐电站水库等6座水库防洪抢险应急预案的批复》(将汛〔2018〕6号)进行批复。

(二十七)范厝水库

1.期各分期防洪限制水位、防洪库容

范厝水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位161.0m,堰顶高程为149.0m(溢洪道挂闸)。2016年1月坝监安监函〔2016〕27通过大坝第三次定期检查,大坝审定为正常坝(A级)。水库按正常蓄水位161.0m运行,相应库容2500万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游1镇、3个行政村和下游将乐县城2镇、4个行政村涉及沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及将乐至顺昌S204省道、向莆铁路、邵三高速公路、将乐工矿企业等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,汛期泄洪时,以控制水位在161.0m以下为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。(3)当水位回落至161.0m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,将乐县人民政府防汛抗旱指挥部以《将乐县人民政府防汛抗旱指挥部关于高唐电站水库等6座水库防洪抢险应急预案的批复》(将汛〔2018〕6号)进行批复。

(二十八)高唐水库(安全鉴定,讨论是否降低水位)

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

高唐水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位146.0m,堰顶高程为134.0m(溢洪道挂闸)。2015年11月10日通过省水利厅组织的竣工验收(闽水农电〔2015〕10号),拟计划2021年完成首次大坝安全鉴定工作。4月~7月水库防洪控制水位144.0~145.5m运行,相应库容1346万m3、1943万m3,按正常水位146.0m运行,相应库容2144万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游将乐县城2个镇、4个行政村和下游1个镇、2个行政村涉及沿河群众耕地的生活与生产设施,以及将乐至顺昌S204省道、向莆铁路、邵三高速公路、将乐工矿企业等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~7月水库运行控制水位144.0m~145.5m,当预报洪水流量小于800m3/s,控制水位在145.5m(含)以下运行;当遭遇暴雨洪水时,水库水位应逐步降至144.0m以下。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。(3)当水位回落至144.0m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,将乐县人民政府防汛抗旱指挥部以《将乐县人民政府防汛抗旱指挥部关于高唐电站水库等6座水库防洪抢险应急预案的批复》(将汛〔2018〕6号)进行批复。

(二十九)官昌水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

官昌水库防洪标准为100年一遇洪水设计,2000年一遇洪水校核,正常蓄水位444.5m,堰顶高程为440.0m(溢洪道挂闸)。2014年12月31日经三明市水利局安全鉴定大坝为三类坝(明水管〔2014〕484号),除险加固工程于2018年6月通过三明市水利局恢复蓄水验收(明水管〔2018〕431号)。拟计划2021年4月进行除险加固竣工验收。4月~6月水库汛限水位442.0m,相应库容1830万m3,7月1日~10月15日控制水位在443.5m以下运行,相应库容2174万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游1个开发区、1个镇与1个街道的7个村沿河两岸群众耕地的生活与生产设施,以及涉及308省道、205国道、向莆铁路、鹰厦铁路、南龙铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月以在汛限水位442.0m以下运行为原则。泄洪时,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”;当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。

(2)7月1日~10月15日,按控制水位443.5m以下运行为原则。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,沙县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于沙县官昌水库防洪抢险应急预案的批复》(沙防〔2018〕11号)进行批复。

(三十)沙县城关水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

沙县城关水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位115.0m,堰顶高程为103.8m(溢洪道挂闸)。2013年1月大坝定期检查评定为正常坝(坝监函〔2013〕186号);2021年3月已编制完成大坝安全定检的相关资料,待审查。水库按正常蓄水位115.0m 运行,相应库容1132万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游三明洋溪镇洋口仔村沿河群众生活与生产设施;下游沙县虬江街道的金泉村、城南居委会、水南村、洋坊村,凤岗街道的大洲村、石桥居委会、城西居委会、府前居委会、庙门村沿河群众的生活与生产设施;以及205国道、鹰厦铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,汛期泄洪时,以控制水位在115.0m以下为原则,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。(3)当水位回落至115.0m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,沙县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于沙县城关电站水库防洪抢险应急预案的批复》(沙防〔2018〕16号)进行批复。

(三十一)高砂水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

高砂水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位103.0m,堰顶高程为89.0m(溢洪道挂闸)。2019年11月通过第三次安全定检,评为A级正常坝, 4月~7月水库控制水位102.0m,相应库容1911万m3;按正常蓄水位103.0m运行,相应库容2489万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游2个街道(凤岗街道、虬江街道)、5个行政村(琅口居委会、古县村、茅坪村、东门村、大洲村)和下游1个乡镇(高砂镇)、3个行政村(高砂村、龙慈村、樟墩村)的沿河群众与耕地的生活与生产设施及205国道、鹰厦铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~7月水库运行控制水位102.0m~103.0m,当预报洪水流量小于1200m3/s,控制水位在正常蓄水位103.0m(含)以下运行;当预报洪水流量大于等于1200 m3/s、小于2460 m3/s,将库水位逐步降至102.5m(含)以下;当预报洪水流量大于等于2460m3/s、小于3270 m3/s时,将库水位逐步降至102.0m(含)以下;

(2)当预报入库流量大于等于3270m3/s时,控制水位在102.0m(含)以下,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。当闸门已全部开启水位仍上涨时,则保持闸门全开自由泄流。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,沙县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于沙县高砂电站水库防洪抢险应急预案的批复(沙防〔2018〕13号)进行批复。

(三十二)双溪水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

双溪水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位320m,堰顶高程为314m(溢洪道挂闸)。2021年3月2日通过由市水利局组织的水库下闸蓄水验收(明水函〔2021〕12号),水库控制水位314.0m,水库汛限水位319.0m,防洪高水位320.55m,水库按正常蓄水位320m运行,相应库容2578万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及1个开发区,1个乡镇3个村的沿河两岸群众与耕地的生产与生活设施,以及308省道、205国道、向莆铁路、南龙铁路、鹰厦铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月水库在控制水位314.0m以下为原则。

(2)当水库水位高于314.0m时,采用闸门全开由溢洪道自由泄洪,做到“来多水,泄多少”。

4.防洪抢险应急预案

建议水库注册登记后抓紧编制防洪抢险应急预案,并报相应部门审查审批。

(三十三)双里水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

双里水库防洪标准为100年一遇洪水设计,2000年一遇洪水校核,正常蓄水位491.0m,堰顶高程为491.0m。2019年8月5日,《福建省水利厅印发双里水库大坝安全鉴定报告书的通知》(闽水函〔2019〕467号),大坝评定为二类坝。常态化除险加固工程于2020年3月27日通过下闸蓄水验收(尤水〔2020〕35号),于2020年12月28日通过由尤溪县水利局组织的竣工验收(尤水〔2020〕147号)。水库控蓄水位489m,相应库容679.49万m3,水库正常蓄水位491m,相应库容775万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象:涉及下游2个乡(镇)的7个村沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施,以及涉及下游2个电站、厂矿、厦沙高速公路、向莆铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,以控制水位在489.0米以下为原则。4月~6月水库控制水位489.0m以下运行。

(2)当水库水位高于正常蓄水位491.0m时,采用敞泄方式,由溢洪道自由泄洪。

(3)7月1日~10月15日按正常蓄水位491.0m以下运行为原则。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部关于柳塘、双里等91座水库防洪抢险应急预案的批复》(尤政汛〔2018〕6号)进行批复。

(三十四)兴头水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

兴头水库防洪标准为100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,正常蓄水位284.0m,堰顶高程为284.0m,2016年7月7日,福建省水利厅以(闽水建管〔2016〕47号下达了下闸蓄水鉴定书,2020年12月11日通过了由三明市水利局组织的竣工验收(明水函〔2020〕62号),水库按正常蓄水位284.0m运行,相应库容1836万m3。

2.防洪任务

水库防洪保护对象有:涉及下游2个乡(镇)的9个村沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施,以及涉及下游5座电站、厂矿、厦沙高速公路、向莆铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,水库按正常蓄水位284.0m运行,汛期泄洪时,以控制水位在284.0m以下为原则。

(2)当水库水位高于正常蓄水位284.0m时,采用敞泄方式,由溢洪道自由泄洪。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部关于兴头水库防洪抢险应急预案的批复》(尤政汛〔2019〕8号)进行批复。

(三十五)柳塘水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

柳塘水库防洪标准为100年一遇洪水设计,2000年一遇洪水校核,正常蓄水位582.8m,堰顶高程为576.8m(溢洪道挂闸),2015年12月31日,经三明市组织专家组对大坝安全鉴定(明水管〔2015〕438号),水库按正常蓄水位582.8m运行,相应库容4100万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及下游3个乡(镇)的13个村沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施,以及涉及下游13座电站、厂矿、厦沙高速公路、向莆铁路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,4月~6月水库按正常蓄水位582.8m控制,汛期泄洪时,以控制水位在582.8米以下为原则。按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部关于柳塘、双里等91座水库防洪抢险应急预案的批复》(尤政汛〔2018〕6号)进行批复。

(三十六)雍口水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

雍口水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位87.0m,堰顶高程为72.0m(溢洪道挂闸)。2020年12月31日国家能源大坝安全监察中心《福建省雍口水电站大坝安全第三次定期检查审查意见》(坝监〔2021〕4号),大坝评定为正常坝。水库控制水位85.0m,相应库容2041.0万m3,水库按正常蓄水位87.0m运行,相应库容2545万m3。

2.防洪对象

雍口电站开发任务是以发电为主,水库不设防洪库容,水库调洪方式以确保水力枢纽本身安全为原则。水库上下游无特定的防洪对象。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,汛期水库运行控制水位85.0m~87.0m。当出现小于或等于十五年一遇洪水(Q≤4420m3/s)时,控制水位在正常蓄水位87.0m(含)以下运行

(2)当出现大于十五年一遇洪水,小于二十年一遇洪水(4420 m3/s≤Q≤4760m3/s时,以控制水位在85.0m(含)以下为原则,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少。

(3)当出现大于二十年一遇洪水(Q>4760m3/s)时,闸门全部开启泄洪;当闸门已全部开启水位仍上涨时,则保持闸门全开自由泄流。

 

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部关于柳塘、双里等91座水库防洪抢险应急预案的批复》(尤政汛〔2018〕6号)进行批复。

(三十七)南溪水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

南溪水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位826.0m,堰顶高程为826m。2018年1月19日经三明市水利局安全鉴定为二类坝(明水电〔2018〕26号),水库按正常蓄水位826.0m 运行,相应库容1139.0万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:上游有福建省侠天下文化产业运行公司经营管理的“侠天下”景区和下游“侠天下”景区以及下游梯级开发的六级水电站。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和预腾防洪库容,泄洪时以控制水位在826.0m以下为原则。

(2)当水库水位超过正常蓄水位时,采用敞泄方式,由溢洪道自由泄洪。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部关于柳塘、双里等91座水库防洪抢险应急预案的批复》(尤政汛〔2018〕6号)进行批复。

(三十八)双剑潭水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

双剑潭水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位716.0m,堰顶高程为716.0m。2019年9月9日《福建省水利厅关于印发尤溪县双剑潭水库大坝安全鉴定报告书的通知》(闽水审批〔2019〕43号),大坝评为二类坝。水库控制水位为714.0m,相应库容790万m3,正常水位716.0m,相应库容880万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游汤川乡1个行政村和下游中仙乡3个行政村涉及沿河群众与耕地的生活与生产设施,以及溪边、江下、溪岭、上坂四个电站等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月泄洪时以控制水位在714.0m以下为原则。

(2)当水库水位超过714.0m时,加大放水,直至水位回落到汛限水位714.0m以下运行。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,尤溪县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于柳塘、双里等91座水库防洪抢险应急预案的批复》(尤政汛〔2018〕6号)进行批复。

(三十九)坑口水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

坑口水库主坝防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核;副坝为50年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核。正常蓄水位614.5m,堰顶高程为608.5m(溢洪道挂闸)。2015年8月21日,福建省水利厅印发坑口水库大坝安全鉴定报告书(闽水建管〔2015〕水管64号文),应急除险加固主体工程于2018年8月8日通过由大田水利局组织的下闸蓄水验收(田水〔2018〕138号),拟定2021年10月前完成应急除险加固工程竣工验收。根据(闽水〔2002〕78号)的文件精神,4月~6月水库防洪汛限水位611.8m,相应库容2164万m3,按正常蓄水位614.5m运行,相应库容2547万m3,防洪库容153万m3。

2.防洪对象和任务

该水库具有承担防洪任务,水库防洪保护对象有:涉及下游大田县城区及3个乡(镇)的11个村沿河两岸群众与耕地的生活与生产设施,以及涉及泉三高速公路、省道、县道公路等重要设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月水库以控制水位在611.8米以下为原则。汛期泄洪时,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”;当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。

(2)7月1日~10月15日,按正常蓄水位614.5m以下运行为原则。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,大田县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于坑口水库防洪抢险应急预案的批复》(田防〔2018〕9号)进行批复。

(四十)六角宫水库

1.汛期各分期防洪限制水位、防洪库容

六角宫水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,正常蓄水位539.0m,堰顶高程为534m,(溢洪道挂闸)。2016年9月5日福建省水利厅印发坑口水库大坝安全鉴定报告书((闽水农电〔2016〕8号),大坝认定为二类坝。4月~6月水库防洪控制水位537m,相应库容6003万m3,按正常蓄水位539.0m,相应库容6521万m3。

2.防洪对象

水库防洪保护对象有:涉及上游大儒村1个行政村和下游仙峰村、京口村等2个行政村的沿河群众与耕地的生活与生产设施。

3.洪水调度原则或洪水调度方案

(1)不考虑洪水预报和考虑预腾防洪库容,4月~6月以控制水位在537.0m以下为原则。汛期泄洪时,按照水情和泄水闸门启闭程序随时调整闸门开启孔数和开度,做到“来多少,泄多少”。

(2)当闸门全部开启水位仍上涨时,则保持全开自由泄流。(3)当水位回落至537.0m时,应及时调整闸门开启孔数和开度。

(4)7月1日~10月15日按正常蓄水位539.0m以下运行为原则。

4.防洪抢险应急预案

水库已完成防洪抢险应急预案编制,大田县人民政府防汛抗旱指挥部以《关于六角宫水库防洪抢险应急预案的批复》(田防〔2018〕12号)等批复。

 

      

            2021年度三明市中型水库   

   汛期防洪调度运用计划和防洪抢险应急预案技术评审专家组

           2021年3月25日

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

篇3

目前,我国的水库调度主要是围绕防洪、发电、灌溉、供水、航运等综合利用效益所进行的。依据水库既定的水利任务和要求而制定的蓄泄规则,就是我们通常所说的水库调度方式。长江流域现行水库调度方式主要分为两大类,即防洪调度与兴利调度。防洪调度的主要任务是确保水库大坝安全和处理防洪与兴利的矛盾。对不承担下游防洪任务的水库而言,防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下,充分发挥水库兴利效益;对承担有下游防洪任务的水库,防洪调度的主要任务,是在确保水库大坝安全的前提下,处理好防洪与兴利之间的矛盾,通常采用的调度方式有:固定下泄(一级或多级)、补偿调节、预报预泄等,汛限水位是处理防洪与兴利矛盾的基本特征水位。兴利调度一般是在非汛期,按照水库所承担兴利任务的重要程度,合理分配水资源,谋求经济效益最大化的调度方式,按照工程任务一般分为:发电调度、灌溉调度、供水调度等类型。

以丹江口水利枢纽为例,其初期规模的综合利用任务为:防洪、发电、灌溉、航运及养殖。大坝加高后水库调节能力及承担各项水利任务的能力将有较大的改善和提高,其水利任务将调整为:防洪、供水、发电、航运。丹江口水库现状及大坝加高后,洪水调度方式均为预报预泄、补偿调节、分级控泄;兴利调度现状按水利任务主次,依据水库调度图进行控制运行。大坝加高后,丹江口水库按发电服从调水、调水服从生态的原则拟定控制水位和调度规则,在满足水源区用水发展要求的前提下,尽可能多调水,并按库水位高低和来水情况,分区进行调度,大水多调,小水少调。

现行水库的管理制度和调度运行模式的主要任务是,处理、协调防洪和兴利的矛盾以及兴利任务之间的利益。从河流生态系统保护的角度看,现行调度方式存在的主要问题:一是大多数的水库调度方案没有考虑坝下游生态保护和库区水环境保护的要求。目前一些大型水电站在进行调峰调度运行时以及支流中开发的引水式水电站,往往只重视发电效益,忽视了坝下游生态保护的要求,如电站在调峰运行和引水发电时,导致坝下游出现减水河段,甚至脱水河段,使坝下游水生物(尤其是鱼类)的生存环境遭受极大破坏,一些减水和脱水河段的生物多样性遭受严重破坏,直接威胁坝下游水生态的安全;由于水库对下泄流量的调节作用,也可能引起水库下游局部河段出现水体富营养化。二是受水库调度运行的影响,也会引发库区局部缓流区域或支流回水区出现水体富营养化,甚至“水华”现象的发生;水库消落带的利用与水库的调度运行不协调,可能造成消落带利用而污染水库水质。三是缺乏对水资源的统一调度与管理。目前长江上游干支流水电开发基本进入全面开发的状态,一些工程规模大、调节性能好、综合利用效益大的控制性水利枢纽工程正在加快建设。这些枢纽工程建成后,如果仍采用目前的调度与管理模式,各发电公司仅按枢纽各自的任务进行调度运用,势必会造成对水资源统一调度的不利,不仅会影响流域梯级水库整体的综合利用效益,而且还会导致生态与环境等一系列影响。例如,如果长江上游干支流水库同步蓄水、放水,下游河道水量大幅减少或增加,将对长江中下游的生态与环境产生较严重的影响。

从三峡水库调度运行面临的问题和沱、岷江流域梯级开发及水库调度存在的主要问题,可以更加清楚地看到现有水库调度方式存在的问题。

(一)三峡水库调度运行面临的问题

三峡水库首先考虑的是防洪,其次考虑发电和航运,坝下游生态保护和库区水环境保护将面临许多新的问题。一方面,在三峡水库泄水运行过程中,每年4月底至5月初,由于三峡水库坝前存在水温分层,水库升温期下泄水较天然情况的水温低,将会使坝下游“四大家鱼”的产卵时间推迟约20天;同时,三峡水库的削峰作用,也直接影响“四大家鱼”的产卵量,可能导致中下游“四大家鱼”的产量下降;水库泄洪时,可能使下泄水流中造成氮气过饱和,可能使坝下游鱼类(尤其是鱼苗)发生“气泡病”;水库的清水下泄,影响和改变了中下游的江湖关系,也相应的影响了中下游的水生态环境。另一方面,在三峡水库蓄水运行过程中,支流回水区受水库回水顶托的影响,在局部缓流区域可能会出现水体富营养化,甚至“水华”(如135m蓄水过程中香溪河发生的“水华”);随着水库蓄水位抬高,水库消落带的利用,也可能影响水库水体的水质。

(二)沱江流域水库调度存在的问题严峻

沱江干流总长达600多km,经成都、资阳、内江、泸州后注入长江,流域面积约2.7万km2。两岸人口密集、工业企业众多。由于缺乏有效环境管理,沱江接连出现了两次严重污染事件,污染事件发生后紧急实施跨流域调水——通过都江堰和三岔水库分别调水5000万m3和500万m3为沱江冲污,调水流量甚至大于沱江上游来水。但在调水冲污过程中,由于对沱江干流的石桥、沱江、南津绎等梯级水电站缺乏统一调度与管理,污水团下泄缓慢,调水冲污效果并不理想。这一事件充分暴露了电调与水调的矛盾,暴露了企业在处理经济利益与生态保护中的局限性,也暴露出管理制度的薄弱。

(三)岷江流域水库调度存在的问题

岷江干流除在建电站紫坪铺和支流在建狮子坪电站外,目前干、支流上已建的其他水电站均采用引水式开发,各水电站为了获取最大的发电效益,尽量引水发电,基本不考虑河道内生态用水,导致干流约80km、支流约60km的河段出现时段性脱水。铜钟电站以上的茂县境内,断流现象十分突出,河道干涸,在40km的河段内,干涸河段长17km,占河段长度的42%。岷江上游干流和主要支流原生的近40种鱼类,包括国家二级保护鱼类虎嘉鱼,由于河流减水或断流,河床萎缩或干涸,直接影响鱼类的繁衍和生存,鱼类数量和种群急剧下降,许多河段生物多样性丧失殆尽。20世纪80年代以后,茂县以下河段虎嘉鱼已绝迹,曾是杂古脑河和岷江上游主要经济鱼类的重口裂腹鱼,也很少发现。此外,在脱水、断流河段,河床大部分甚至全部,乱石堆积,两岸植被萎缩,河床出现沙化,在汛期大水时,易形成含沙高的洪水,加剧下游河道的淤积。

此外,岷江上游地区比较好的土地多集中于河道两岸,农田灌溉主要依靠抽、引岷江水灌溉。由于部分河段出现脱流或减水,使河流两岸农田的灌溉水源无法保证。

综上所述,一方面长江流域水资源和水力资源丰富,目前总体开发利用程度不高,开发利用潜力巨大,随着我国社会经济发展对水资源和能源要求的提高,长江流域的水资源和水力资源的开发利用,必将进入一个快速发展阶段。另一方面,现行的水库调度方式主要是处理、协调防洪和兴利的矛盾以及兴利任务之间的利益,对水库下游生态保护和库区水环境保护重视不够,对生态与环境造成一定的负面影响。这就要求我们把生态调度纳入水库调度统一考虑,努力提高防洪、兴利与生态协调统一的水库综合调度方式。

二、完善水库调度方式的基本思路和对策措施

完善水库调度方式的基本思路是:牢固树立和认真落实以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观,以维护健康长江、促进人水和谐为基本宗旨,统筹防洪、兴利与生态,运用先进的调度技术和手段,在满足坝下游生态保护和库区水环境保护要求的基础上,充分发挥水库的防洪、发电、灌溉、供水、航运、旅游等各项功能,使水库对坝下游生态和库区水环境造成的负面影响控制在可承受的范围内,并逐步修复生态与环境系统。

(一)充分考虑下游水生态及库区水环境保护

水库的调度运用对生态与环境造成的不利影响不可忽视。根据目前长江流域水库的管理和调度现状,研究认为,在现有的调度方式中,根据各水库的实际情况可以通过下泄合理的生态基流(最小或适宜生态需水量),运用适当的调度方式控制水体富营养化、控制水体理化性状与水华爆发、控制河口咸潮入侵等,以达到减少或消除对水库下游生态和库区水环境不利影响的目的。

1.确定合理的生态基流

生态基流要根据坝下游河道的生态需水确定。生态需水是指维系一定环境功能状况或目标(现状、恢复或发展)下客观需求的水资源量。确定河流生态需水量,是保护河流生态系统功能的有效措施。河流生态需水量的确定,应根据河流所在区域的生态功能要求,即生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量来确定。河流生态需水量,不但与河流生态系统中生物群体结构有关,而且还应与区域气候、土壤、地质和其它环境条件有关。

水资源开发利用程度的不断提高,使得水资源利用与生态用水的矛盾在全球范围都很突出,但生态流量大小的选取论证,目前尚缺乏比较完善、成熟的方法。美国、法国、澳大利亚等国家都先后开展了许多关于鱼类生长繁殖与河流流量关系的研究,提出了河流最小生态(或生物)流量的概念和计算方法,如湿周法、河道内流量增加法、Montana法等。对于最小河流生态用水,有些国家干脆做出强制性规定,例如,法国规定最小河流生态用水流量不应小于多年平均流量的1/10,对多年平均流量大于80m3/s的河流,最低流量的下限也不得低于多年平均流量的1/20。我国根据河流所处的地区,也提出了确定河流生态流量的不同方法。根据长江流域水资源综合规划的要求,长江流域河道生态基流可根据多年径流量资料,一般采用90%或95%保证率的最枯月河流平均流量。

根据生态基流控制水库下泄流量的措施多种多样,最经济的方法是设定在一定的发电水头下的电站最低出力值。通过电站引水闸的调节,使发电最低下泄流量不小于所需的河道生态基流,以维持坝下游生态用水。

2.控制水体富营养化

水库局部缓流区域水体富营养化的控制,可通过改变水库调度运行方式,在一定的时段内降低坝前蓄水位,使缓流区域水体的流速加大,破坏水体富营养化的形成条件;或通过在一定的时段内增加水库下泄流量,带动水库水体的流速加大,达到消除水库局部水体富营养化的目的。另外,对水库下游河段也可通过在一定的时段内加大水库下泄量,破坏河流水体富营养化的形成条件;或采取引水方式(如汉江下游的“引江济汉”工程),增加河流的流量,消除河流水体的富营养化。

3.控制“水华”爆发

可通过不同的调度方式,充分运用水动力学原理,改变污染物在水库中的输移和扩散规律以及营养物浓度场的分布,从而影响生物群落的演替和生物自净作用的变化。可利用水库调度对水资源配置的功能,蓄丰泄枯,增加枯水期水库泄放量,从而显著提高下游河道环境容量,改善水质。目前,汉江下游枯水期2月份前后频繁爆发水华,随着丹江口水库大坝加高,调蓄能力增强,以及引江济汉联合调度,可增加汉江下游2月份前后的河道流量,从而有效缓解汉江下游水体富营养化现象,控制蓝藻“水华”的爆发。

4.控制咸潮入侵

长江口属于受上游来水和口外咸潮入侵双重影响的敏感水域,上游来水和咸潮入侵直接关系到这一水域的生态安全。长江口盐水入侵是因潮汐活动所致的、长期存在的自然现象,一般发生在枯季11月至次年4月,其距离因各汊道断面形态、径流分流量和潮汐特性不同而存在较大差异。南支河段有两个盐水入侵源,即外海盐水经南北港直接入侵和北支向南支倒灌,北支倒灌是南支上段水域盐水入侵的主要来源。

三峡工程是长江干流上骨干水利枢纽工程,水库具有较大的调节库容,按设计的调度运用方式,可增加长江中下游干流枯季流量1000~2000m3/s,对改善长江口枯季咸潮入侵的作用明显。但在三峡水库蓄水期,有一定的不利影响。水库调度在满足原定防洪、发电、航运等基本要求的前提下,可适当改变调度运行方式,以减少在10月份三峡工程蓄水期对咸潮入侵的不利影响。通过初步研究,可以考虑在不影响重庆河段输沙的条件下,适当延长三峡水库蓄水期,则可减少10月份的蓄水量,对长江口的影响便可明显减轻。在此基础上,还可以研究应急调度运用方式,如果长江出现了特枯水,长江口咸潮入侵形势特别严峻时,可视必要加大发电流量,以缓解这一关系到长江口地区可持续发展的重大问题。

(二)充分考虑水生生物及鱼类资源保护

水库形成后,一方面产生了一些有利于部分水生生物繁衍生息的条件,其种类和数量会大幅度增加,生产力将提高。另一方面,水库对径流的调节作用,使库区及坝下河流水文情势和水体物理特性发生变化,对水生生物的繁衍和鱼类的生长、发育、繁殖、索饵、越冬等均会产生不同程度的影响,如:库区原有的急流生境萎缩或消失,一些适宜流水性环境生存和繁殖的鱼类,因条件恶化或丧失,种群数量下降,个别分布区域狭窄、对环境条件要求苛刻的种类甚至消失;大坝阻隔作用使生境片段化,影响水生生物迁移交流,导致种群遗传多样性下降;水库低温水的下泄,对坝下游水生动物的产卵、繁殖具有不利影响;由于水库泄洪水流中进入了大量的氮气,使下泄水体中氮气过饱和,可能导致坝下游鱼类(尤其是鱼苗)发生“气泡病”。对这些不利影响,可采用以下调度措施减小或消除。

1.采取人造洪峰调度方式

水库的径流调节使坝下河流自然涨落过程弱化,一些对水位涨落过程要求较高的漂流性产卵鱼类繁殖受到影响。根据鱼类繁殖生物学习性,结合坝下游水文情势的变化,通过合理控制水库下泄流量和时间,人为制造洪峰过程,可为这些鱼类创造产卵繁殖的适宜生态条件。鉴于三峡工程对长江荆江段“四大家鱼”产卵场的不利影响,目前正着手进行“人造洪峰”诱导鱼类繁殖技术的研究与实践。

2.根据水生生物的生活繁衍习性灵活调度

水库及坝下江段水位涨落频繁,对沿岸带水生维管束植物、底栖动物和着生藻类等繁衍不利。特别是产粘性卵鱼类繁殖季节,水位的频繁涨落会导致鱼类卵苗搁浅死亡。因此,水库调度时,应充分考虑这些影响,尤其是产粘性卵鱼类繁殖季节,应尽量保持水位的稳定。我国很多渔业生产水平比较高的水库,在水库调度中都采取了兼顾渔业生产的生态调度措施。如黑龙江省龙凤山水库在调度上采取春汛多蓄,提前加大供水量的方式,然后在鱼类产卵期内按供水下限供水,使水库水位尽可能平稳,取得了较好的效果。

3.控制低温水下泄

水库低温水的下泄严重影响坝下游水生动物的产卵、繁殖和生长。可根据水库水温垂直分布结构,结合取水用途和下游河段水生生物生物学特性,利用分层取水设施,通过下泄方式的调整,如增加表孔泄流等措施,以提高下泄水的水温,满足坝下游水生动物产卵、繁殖的需求。

4.控制下泄水体气体过饱和

高坝水库泄水,尤其是表孔和中孔泄洪,需考虑消能易导致气体过饱和,对水生生物、鱼类产生不利影响,特别是鱼类繁殖期,对仔幼鱼危害较大,仔幼鱼死亡率高。水库调度可考虑在保证防洪安全的前提下,适当延长溢流时间,降低下泄的最大流量;如有多层泄洪设备,可研究各种泄流量所应采用的合理的泄洪设备组合,做到消能与防止气体过饱和的平衡,尽量减轻气体过饱和现象的发生。此外,气体过饱和在河道内自然消减较为缓慢,需要水流汇入以快速缓解,可以通过流域干支流的联合调度,降低下泄气体中过饱和水体流量的比重,减轻气体过饱和对下游河段水生生物的影响。

(三)充分考虑泥沙调控问题

长江是一条泥沙总量大的河流,在长江上修建水库,库区泥沙淤积与坝下游河床冲刷的调整,以及由此带来一系列的问题,是建库后的自然现象,无法避免。泥沙冲淤对防洪、发电、航运、生态等影响,是检验水利枢纽工程泥沙问题处理得成功与否的一个重要标志。水库的泥沙调度,须结合水库的综合利用、目的和水库本身的具体情况,全面考虑,慎重对待。

长江流域的河流一般水大沙多,且来水来沙量多集中在汛期,为减小库区泥沙淤积,长期保留水库大部分的有效库容,充分发挥工程的综合效益,一般采用汛期结合防洪降低库水位以排沙,非汛期蓄水抬高水位以兴利的“蓄清排浑”的水库调度方式运用,通过这种调度措施可在很大程度上减少泥沙冲淤带来的不利影响。

水库泥沙淤积将直接造成库容的损失、库尾段的淤积,会引起库尾水位的明显抬高、变动回水区航道与港口的运行安全等问题。通过采用“蓄清排浑”、调整运行水位以及底孔排沙等调度方式,可有效减少泥沙淤积和改善变动回水区的航运条件。如长江三峡水库属于河道型水库,滩库容相对较小,来水来沙量集中在汛期,大量水量需要下泄,水库正常调度采用175m-145m-155m方案,在水库运行100年后,库区泥沙淤积基本平衡,但可仍保留防洪库容约86%,保留兴利调节库容约92%。而采用“蓄清排浑”的调度方式运用,可有效的减少泥沙在库尾段的淤积,水库运用100年后,长寿以上的淤积量只约占总淤积量的3.6%左右。

水库的调蓄改变了天然河流的年径流分配和泥沙的时空分布,汛期洪峰削减,枯季流量增大,大量泥沙在库区淤积。坝下游河道将发生沿程冲刷,同时因流量过程调整,下泄沙量减少,河势将发生不同程度的调整。河床冲刷及河势调整对防洪与航运带来一定程度的影响。河床冲深,降低洪水位,增加河槽的泄洪能力;年内径流分配的调整,有利于浅滩航槽的改善。但在河势调整过程中,可能危及防洪大堤与护岸工程的安全,也可能出现局部浅滩恶化。水库可按“蓄清排浑”、调整泄流方式以及控制下泄流量等方式,通过调整出库水流的含沙量和流量过程,尽量降低下游河道冲刷强度,减少常规调度情况出库水流对下游河道冲刷范围并延缓其进程,以减小不利影响。

(四)充分考虑湿地保护需要

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关键词:水库生态;生态调度:生态系统

一、引言

大型水利工程譬如水库的建设,使人们能够对水资源进行更加有效的管理和利用,兴利除弊,造福人类,同时水库建设对生物群落和生态系统造成了不可避免的影响。并由此引出了水库的“生态调度”概念。

二、水库建设和现行调度方式对河流生态的影响

水库建设影响千万人的生命和财产,具有防洪、航运、供水、发电、控制水质和改善水景观等综合用途,带来了巨大的社会经济效益;另一方面,密集的水库建设会对河流生态环境产生一系列的影响。众多研究认为,水库建设运行改变河流天然情势,影响河流泥沙、水质,造成河流生态系统多样性的下降。

现行的水库调度方式主要有两大类,即防洪调度和兴利调度。现行水库调度方式的主要缺陷是,只注重发挥水库的社会经济功能,力求经济利益的最大化,但是忽视对于水库下游及库区的生态系统需求。主要表现在以下方面。

(一)水库下泄流量

以发电为主要功能的水库,在进行发电和担负调峰调度运行时,发电效益优先,往往忽视下游河流廊道的生态需求,下泄流量无法满足最低生态需水量要求。另外,在我国北方,水库的兴建为发展灌溉事业和供水提供了巨大机会。但是,通过水库和闸坝大量引水,导致下游河道断流、干涸。河流生态系统受到严重破坏。

(二)水文情势变化对于生物的影响

水文情势指水文周期过程和来水时间。在数以几十万年甚至数百万年的河流生态系统演变过程中,河流年内径流的水文过程是河流水生动植物的生长繁殖的基本条件之一。

河流建设大坝以后,水库按照社会经济效益原则和既定的调度方案实施调度,改变河流水量的时空分布。无论是发电、供水还是灌溉等用途,都趋于使水文过程均一化。改变了自然水文情势的年内丰枯周期变化规律,这些变化严重影响了生态过程。

(三)水库水温分层影响

多数水库都有垂向水温分层现象。水库水体的水温分层现象对于鱼类和其他水生生物都有不同程度的影响。以三峡工程为例,据测算,三峡蓄水后水体出现温度分层现象。由于下泄水量的水温低于建坝前的状况,使坝下游的“四大家鱼”的产卵期推迟20d。

(四)泥沙分配问题

水库的调蓄作用改变了天然河流的年径流分配和泥沙的时空分布,汛期洪峰削减,枯季流量增大,大量泥沙在库区淤积,严重影响水库寿命和工程效益的发挥,同时还引起库区生态与环境的复杂问题。

另外,由于水库的拦沙作用,泥沙在水库中淤积,造成水库下泄水流含沙量降低,可能使海岸线向陆地蚀退,造成河口萎缩。

(五)库区及下游水质

水库建成蓄水后,原来河流的水域面积扩大,形成淹没后的库区,河流的边界条件改变,原来对河流水环境造成威胁的污染源成份发生明显变化。随着库水位的升高,库区流速迅速下降。其结果是减少了对污染物的扩散输移能力和生化降解速率,导致污染物浓度增大。另外,下游河道水量减少,会使水体污染加重。

三、水库生态调度

生态调度是伴随水利工程队河流生态系统健康如何补偿而出现的一个新概念。它的提出有助于改变人类对强加于河流的影响,是对筑坝河流的一种生态补偿。生态调度的核心内容是指将生态因素纳入到现行的水利工程调度中去,并将其提到应有的高度,根据具体的工程特点制定相应的生态调度方案。生态调度是水库调度发展的最新阶段,并自始至终贯穿着生态与环境问题,以满足流域水资源优化调度和河流生态健康为目标。

四、水库生态调度的内容

(一)水量调度

水库通过其调蓄作用改变了河流的水量时空分布,影响了河流的天然径流模式,使下游河道短期的和长期的流量减少,甚至断流,严重威胁河流的生态健康。另外,水库的调洪作用使自然洪水脉冲式周期被人为平均化,使得物质循环的减弱甚至中断,影响水生生物的产卵和生长。

因此以尽量维持河流的自然水文特征为目的的水量生态调度要达到以下2个目标,一是保证最小生态径流量,二是营造接近自然态的水文情势(洪水过程)。前者在汛期与非汛期都应保证,后者应该在防洪和维持河流生态系统健康之间寻求一平衡点。

1、保证最低生态需水量

最低生态需水量是指在受人类活动影响的情况下,河流为保证生态稳定所需要的水量。生态调度要满足河流一定的生态需水要求,维持河流生态平衡,不允许时段下泄的径流量小雨最低生态需水量。

河流生态需水量的确定应根据河流所在区域的生态功能要求,即生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量确定。河流生态需水量不但与河流生态系统中生物群体结构有关,而且还应与区域气候、土壤、地质和其他环境条件有关。

2、营造接近自然态的水文情势

通过营造自然洪水过程,改变现行水库调度中水文过程均一化的倾向,模拟自然水文情势的水库泄流方式,为河流重要生物繁殖、产卵和生长创造适宜的水文学和水力学条件,促进生态系统的恢复。

(二)泥沙调度

为缓解水库淤积,水库可按“蓄清排浑”、调整泄流方式以及控制下泄水量等方式。通过调整出库水流的含沙量和流量过程,尽量降低下游河道冲刷强度。减少常规调度情况出库水流对下游河道冲刷并延缓其进程,以减小不利影响。如三峡水库通过采取“蓄清排浑”的调度运行,降低泥沙淤积,延长水库寿命。

(三)水质调度

水质良好是河流生态健康的重要标志。为防止水库水体的富营养化,可通过改变水库的调度运行方式,在一定的时段降低坝前蓄水位,缓和对于库岔、库湾水位顶托的压力,使缓流区的水体流速加大,破坏水体富营养化的条件。也可以考虑在一定时段内加大水库下泄量,带动库区内水体的流动,达到防止水体富营养化的目的。可利用水库调度对水资源配置功能,蓄丰泄枯。增加枯水期水库泄水量,从而显著提高下游河道环境容量,改善水质。从而有效缓解河流水体富营养化现象,控制蓝藻和“水华”的暴发。

(四)控制生态因子调度

如单项的水温、流速、流量等生态因子调度。以水温为例,根据水库水温垂直分层结构,结合下游河段水生生物的生物学特性,调整利用大坝不同高程的泄水孔口的运行规则。高坝水库泄水,因水流消能导致气体过饱和,对于水生生物产生不利影响。针对这个问题,可以在保证防洪安全的前提下,延长泄洪时间,适当减少下泄最大流量。研究优化开启不同高程的泄流设施,使不同掺气量的水流掺混。

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【关键词】水库管理;洪水资源化;风险评价;效益评估;优化调度;利用效率

0 引言

洪水资源化是历史的、必然的选择,符合事物发展的要求与方向。洪水资源化的实施不仅对于提高洪水资源利用率有着重要的社会与经济意义,而且对于提高水库设计运用与洪水管理水平也具有重要的理论价值。

1 暴雨、洪水特性与洪水资源化的关系

洪水资源化的对象是洪水,洪水资源化的研究必须结合对流域洪水特性的研究,而研究洪水规律就不能脱离流域气候背景及洪水物理成因。影响洪水大小及特征的主要因素有:(1)天气过程;(2)暴雨中心在流域中的位置及其移动路径;(3)流域下垫面条件;(4)河道过水能力及沿河的湖泊洼地调蓄水流的能力;(5)流域面积及形状;(6)水库和其它水利工程的运用。以上6条因素决定了流域的洪水过程,且都包含可能发生变化的不确定因素,但相对而言,前两条是最主要的不确定因素,对水库洪水资源化利用的影响也最大。

2 水库洪水资源化原理和现行方法

2.1 水库洪水资源化原理

洪水调度过程一般分三部分:洪水发生前到起涨段、洪峰段和退水段三部分,洪水资源化调度主要涉及第一和第三阶段的水库运用问题。一般在洪水发生前和起涨段,加大机组出力,预泄使水库水位消落到汛限水位以下,当洪水起涨且库水位回升至汛限水位时,水库开始蓄洪,按常规调度方法进行调度;在退水段拦蓄洪尾而不急于将库水位回落,并在不威胁水库自身安全的情况下尽量多蓄水,最终加大供水或利用发电,在下次洪水来临前使库水位消落至汛限水位。因此简言之,洪水资源化的实质就是水库在第一阶段预泄超用,第三阶段超蓄。下面分别就这两个阶段说明洪水资源化利用的方法。

1)第一阶段洪水资源化原理

在洪水发生前到起涨段,根据实时预报信息,加大供水或机组出力进行预泄,使水库水位消落到汛限水位以下,在洪水来临后再调蓄洪水,这样可以获得较多的供水或发电效益。

2)第三阶段洪水资源化原理

水库在汛后期将水位抬高是为了充分利用洪水,若将超蓄水量以弃水的方式泄掉,既冒风险又不获利,显然不合理,所以将超蓄水量加以利用或用来发电是最理想的利用方式。

2.2 水库洪水资源化现行方法

目前,我国众多水库广泛采用的洪水资源化方法主要有以下几类:

1)汛末拦蓄洪尾法。水库在洪水退水段拦洪超汛限水位蓄水,其容许蓄洪量根据水库的下泄能力确定,认为水库可以利用歇洪间期将水位消落至汛限水位,从而可由歇洪间期反推出可超蓄水位。

2)分期静态汛限水位。很多水库采用汛限水位分期控制,把原来的主汛期一分为二或一分为三,各期采用不同的汛限水位,这样有利于水库的洪水资源化调度和水库经济效益的发挥。

3)采用水库防洪预报调度方式,适当抬高汛限水位。一般来说,水库防洪调度方式分为两大类:一类,是不考虑预报,通常是选择“坝前水位或实际入库流量”作为判断遭遇洪水量级及改变泄流量指标,通称常规防洪调度方式,现在设计部门一般采用这种方式;另一类,是考虑预报,选择的判断指标多是产流预报的“累积净雨量”或汇流预报的“洪峰流量”或短时“晴雨”预报信息等,简称水库防洪预报调度方式。

4)汛限水位动态控制法。根据水库特性、汛期历史洪水以及水雨情预报信息精度等数据进行统计分析,确定汛期水库汛限水位动态控制域。

5)其它方法,如水库防洪优化调度函数、调度图等。

3 水库洪水资源化的评价

3.1 水库洪水资源化风险及效益评估

水库在洪水资源化过程中,风险和效益始终是一对矛盾问题,无论水库采用何种洪水资源化方法,相对原设计而言实际上都是在进行风险调度。往往随着效益的增大,水库调洪风险也会聚增。因此,水库洪水资源化必须进行风险分析和效益评估,权衡二者之间的关系进行决策,选取相对最佳的调洪方案,在可接受风险水平的前提下实现相对效益最大化。

洪水资源化的风险问题十分复杂,涉及风险因素众多,目前一般按照水库防洪的实时预报调度对待。洪水资源化的效益也有多种,概括起来包括直接效益和间接效益,其直接效益一般表现在:多蓄汛期洪水增加水资源可调度量,可用于发电、下游城市供水和农田灌溉。另外,洪水资源还可用于发挥生态和环境效益,可以利用洪水冲刷泥沙和河道污染物,由于洪水的冲刷与稀释自净作用,受洪水影响的水系,水质普遍会得到明显改善,可取得十分显著的环境效益。将汛期洪水用于补源和灌溉,如弥补湿地水源不足和地下水源不足等,可以取得显著的生态效益。但到目前为止对洪水资源化综合效益的评价仍没有较好的理论和计算方法,一般多采用供水或发电量等单指标进行评价。

3.2 水库洪水资源利用提高率

水库调蓄洪水,但不可能使其完全资源化利用,对洪水而言,其每次发生的时间长短、洪水过程、总量和洪峰流量各不相同,对某场洪水而言,通过给定的水库对其加以拦蓄利用,最大可利用水量难以确定。如何衡量水库对一次洪水的调蓄利用程度,目前还没有有效的方法。在此我们提出水量资源化利用提高率α的概念,所谓洪水资源量利用提高率就是指资源化调度后水库减少的弃水量占该场洪水总量的比率,即α=W/W。水量资源化利用率α是一个水量比,它只是对洪水的利用程度一个粗略的估计,并不能真实反映水库对洪水资源化利用的水平。由于不同水库对每场洪水的可利用最大水量很难确定,因此可采用α来进行近似评价。

3.3 水库洪水资源利用的效果模式

根据我们水库洪水资源化应用的多年经验和实际效果,本文提出以下两个定义。

定义一:依据水雨情预报信息,当水库采用不同的洪水资源化方法,在汛期实现超蓄运用后,其超蓄水量最后完全以发电、引用等各种方式完全得以利用,取得这样效果的资源化运用模式称之为水库洪水资源化的完全利用模式。

定义二:水库在汛期依据各种水雨情预报信息,调控洪水实现超蓄运用后,超蓄水量不能得以完全利用,而因遇下场洪水等原因,不得不再次以弃水方式将库存水量下泄的运用模式称之为水库洪水资源化的非完全利用模式。非完全利用模式不但意味着超蓄的洪水不能完全实现资源化利用,同时还可能是水库调洪存在较高风险,一般应尽量避免。

在水库洪水资源化利用的实际过程中,不可能总是实现其完全利用模式,一般或多或少地存在非完全利用模式。在此为了体现洪水资源化利用的效率,引入了利用效率β,β=W/W。利用效率大于0小于等于1,是衡量水库洪水资源化利用的重要特征指标,它主要与下场洪水的大小和到来的时间,即歇洪间期有关。在水库实际的运用中不仅要追求较高的洪水资源量利用率,更应尽量争取实现较高的利用效率。

4 结束语

总之,基于水库调控的洪水资源化利用是一个综合性复杂问题,它所涉及的因素是多方面的,既与流域水情、天气预报信息、流域水资源特性,尤其是洪水特性有关,又与水库特性和洪水资源化利用模式有关。应该说基于水库调控的洪水资源化没有严格统一的模式,而一定要结合流域实际情况因地制宜。

【参考文献】

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水库兴建于20世纪70年代,工程投产运行至今已进入老化期,该工程主要建筑物大坝、溢洪道、灌溉输水洞等工程均存在着程度不一、或大或小危及工程安全的问题。水库一直被限制蓄水带病运行,严重影响了工程效益的正常发挥,水库下游沿岸有2个村屯,人口2800余人,受保护耕地100hm2。水库一旦失事,将直接威胁下游村屯2800余人的生命和财产安全,对下游农田将造成破坏,其经济损失和政治影响是不可估量的。根据盘锦陆海水利设计有限公司的《葫芦岛市南票区孟家店水库工程安全分析综合评价报告》和葫芦岛市水利局《大坝安全鉴定书》的审议和结论,大坝坝顶宽度不够,背水坡坡度陡,坝坡不稳定,土坝安全评价定为C级;溢洪道底板没有衬砌,两侧浆砌石破损,溢洪道最窄处宽仅7m,不能满足泄洪要求,溢洪道安全评价为C级;输水洞启闭塔工作台高程不能满足启闭要求;出口无消能设施,输水洞安全评价为C级;根据结构安全现状、防洪安全,孟家店水库综合评定为C级。认定该水库属三类病险库工程,并建议对孟家店水库工程进行除险加固处理。孟家店水库除险加固工程完成后,能一定程度削减洪峰,提高下游河道防洪能力;最大限度蓄水,调节水量,保障附近耕地得到灌溉,同时利用水库形成的水面发展水产养殖业,做到以水养水,使水库运行达到良性循环。

2水库任务和规模

孟家店水库的主要任务是调洪与灌溉,同时兼有养鱼,孟家店水库总库容39.45m3,按照SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》中有关规定,孟家店水库规模为小(2)型水库,工程等别为V等,永久性水工建筑物级别为5级。当山区、丘陵区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度<15m,且上下游最大水头差<10m时,其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定;孟家店水库最大坝高10.8m,上下游最大水头差>10m(校核洪水29.5m,下游河床高程14.0m),洪水标准宜按照山区、丘陵区标准确定:孟家店水库设计洪水标准为P=5%;校核洪水标准P=0.5%。孟家店水库设计洪水标准P=5%,设计水位28.0m,相应库容28.10万m3;校核洪水标准P=0.5%,校核水位29.5m,相应库容39.45万m3。

3死水位复核

孟家店水库上游林草覆盖率较高,植被条件良好。从水库40多年的运行结果来看,泥沙淤积较小。据估算,水库40多年来总淤积体积2780m3左右,占水库死库容的26.2%左右,没有影响水库库容及水库的正常运行。因此,本次水库死水位依然采用原水位,即21.0m。

4水库洪水调节计算主要包括2个方面:

4.1水位与库容曲线根据泥沙分析估算,水库40多年来总淤积体2780m3左右,占水库死库容的26.2%左右,没有影响水库库容及水库的正常运行。故本次设计依然采用水库原设计时的水位~库容曲线,详见图1。

4.2洪水调度方式孟家店水库输水洞泄量能力较小,不参与水库泄洪。溢洪道属于开敞式宽顶堰,无闸控制,当水库水位超过溢洪道堰顶高程后,即自行泄流。水库洪水调度方式为自由泄流。本次设计采用现状堰顶高程25.4m。

4.2.1溢洪道水位与泄流曲线水库溢洪道属于开敞式宽顶堰,溢洪道宽度按10m计算,溢洪道没有闸门控制,当水库水位超过溢洪道堰顶高程后,即自行泄流。水库洪水调度方式为自由泄流。本次设计采用现状堰顶高程25.4m。本次设计对溢洪道底板进行了加固设计,对泄流能力进行复核,溢洪道下泄流量采用《辽宁省水文手册》简易调洪法溢洪道下泄流量公式:孟家店水库溢洪道水位~泄量关系见表1和图2。

4.2.2洪水调节计算本次设计洪水调节计算采用试算法,基本计算原理如下:入库流量过程线(将校核洪水过程和设计洪水过程作为入库流量过程线)与经过水库调蓄后的出库流量过程线之间关系,用水量平衡方程式来表示。计算公式如下:式中:Q1为时段初入库流量,m3/s;Q2为时段木入库流量,m3/s;q1为时段初出库流量,m3/s;q2为时段末出库流量,m3/s;V1为时段初入库蓄水量,万m3;V2为时段末入库蓄水量,万m3;t为时段长,本工程计算时段长度按洪水入库过程中变化大小确定;V为时段内的水库需水变量,万m3。经过除险加固的洪水复核,p=5%,洪水位28.0m,相应库容28.10万m3;p=0.5%,洪水位29.5m,相应库容39.45万m3,成果详见表2。

5结论

篇7

关键词:北方山区;河流;橡胶坝工程;泥沙;探讨

中图分类号:TQ336文献标识码: A

北方地区山间河流因植被条件差,具有含量很高的泥沙的特点,且洪水又受到天气影响,年际间变化更加悬殊,会使实测最大年份洪峰流量与小年份洪峰流量变幅相差几十倍,这样一旦洪水漫溢,就影响了四周建筑的安全。这也使得在北方山间的大坝工程建设存在了许多的问题,因此在山间河流上不会采取整体上的防洪措施,只对穿越城市河段进行局部的防护。很多地区为了满足景观上的需求,会修建一些橡胶坝工程。然而因洪水流速减缓,往往就会形成泥沙的淤积问题,从而减低了河道行洪能力。

一.关于北方山间河流橡胶坝工程的设计问题

北方的山间城市大都处在山间盆地内,总体范围狭小,使得城市建设空间十分有限。为了开拓土地资源,在河堤建设难度允许范围内尽最大可能压缩河道的宽度。为了适应设计条件下的行洪要求,提防工程的基础部分大都采用混凝土建筑。使洪水的流速大于自然条件下的流速,可见单纯修建提防工程不是造成河道淤积的主要原因,那么就是橡胶坝工程造成了河道的泥沙淤积。

我们要了解橡胶坝工程的目的就是为了形成蓄水水面,为了城市景观建设提供条件。因为橡胶坝在设计中要求洪水期能应塌坝行洪,尽管橡胶坝的底板高与河底,但设计条件常常对于正常行洪的影响并不大,使得橡胶坝工程设计洪水标准和河道整治标准不同。橡胶坝工程在汛期若用塌坝不蓄水的运行方式,会对河道的淤积影响很小,但因为北方径流特点,不足以维持景观水面的需求。

二.橡胶坝工程蓄水对泥沙的影响

北方的夏季气温比较高,城市居民对休闲环境有着很高的要求,同样也是其地区洪水泛滥的季节;在有景观与水面设施的场所都是居民向往的地方,所以尽可能地保持蓄水是橡胶坝管理部门的目标,由此也构成了防洪、排沙及蓄水之间的矛盾。当橡胶坝拦截了大洪水过程时,含有大量泥沙的水流会突然减缓,这时会在橡胶坝上形成泥沙淤积。

我们可以根据挟沙和输沙能力的原理,会因河流断面水深的加剧,流速减缓,水流含沙能力降低,使得大量的泥沙沉淀在橡胶坝区内。假如不及时进行清理,所造成的淤积范围就会随着时间的推移逐渐变大。大坝会因为末端的水深较浅,淤积后造成水面不再衔接,一旦形成死滩,到那时想要再利用水流的自然冲刷也只能无济于事,最终也会使橡胶坝工程失去原来的景观效果。

对橡胶坝蓄水区淤积进行减轻措施

在天然条件下,河道主河槽的范围比较小。也只够满足低标准的行洪,然而遇到高标准的洪水将会形成漫滩行洪的局面。所以我们应当根据天然河道的主河槽的宽度,设置一个相当天然河道宽度的深槽坝段,这对于保持一个稳定的行洪断面是非常有益的。在整个橡胶坝断面上,可以让深槽坝段的河底高度低于两侧浅槽坝段,在有小洪水时只利用深槽坝段行洪,使其通过流速的提高来增加下游冲沙的能力。

还有就是合理的管理以及调度措施,也是橡胶坝蓄水区正常运营的重要环节。泥沙淤积是逐年积累的过程,泥沙经过长时间的沉淀,其密度会不断的加大,到一定的程度时,水流的自然冲刷作用就很难达到。因此应当定时采取塌坝泄水冲沙的原则,以防泥沙形成淤积体。再者就是进行定时的统计泥沙淤积和分布规律,分析出对河道行洪水位的影响。一旦淤积后的断面造成设计标准洪水水位影响蓄水范围时,应当立即采取措施,进行人为清除淤积的泥沙。

在管理的同时还需采取调度方式进行防洪,尤其在含沙量足以一次性改变蓄水区的断面分布型式,这时应把橡胶坝的调度与洪水预警相结合,当降雨过程预示会出现洪水时,应及时将橡胶坝的蓄水泄空,运用塌坝防洪的调度方式可以避免泥沙淤积,还能起到防洪的作用。

结语:

随着城市的发展与进步,人们对环境的改善也更加迫切,在北方山区城市中建设橡胶坝来形成蓄水水面,为城市建设景观及城市居民休闲提供了十分生态的场所与环境,对于居民的生活的质量起着重要的影响。然而橡胶坝在美化城市的同时,也应认识到橡胶坝的不合理设计与管理不当而产生的泥沙淤积,对防洪的不良影响,因此应采取科学有效的措施,从而让橡胶坝工程发挥出应有的作用。

参考文献:

[1]于京要,北方山区河流橡胶坝工程泥沙问题探讨[J].河北省水利水电站勘测设计研究院学报,2010(6)

[2]赵彤,引黄灌区泥沙处理研究[J].现代农业科技[J].2013(4)

[3]李效禄,多泥沙河流上橡胶坝工程防淤措施探讨[J].陕西水环境工程勘测设计研究院学报,2008(1)

篇8

(兰州理工大学,兰州 730050)

摘要:本文针对目前小型梯级水电站面临的一系列问题诸如发电不稳定、对下游生态环境影响大等问题,提出了一种新的优化调度方式——在保证生态流量下以整个梯级水电站发电稳定为最优准则,同时在发电的时候充分利用小型水电站启停灵活的特点,使水电站出力与当地的用电情况相适应,以达到简化调度的目的。

关键词 :小型梯级电站;发电稳定;保证生态流量

中图分类号:TV697.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)17-0154-03

作者简介:赵廷红(1974-),女,甘肃临夏人,兰州理工大学,教授,博士,研究方向为水电站优化调度;汪潭(1988-),男,陕西西安人,硕士研究生,研究方向为水电站优化调度。

0 引言

为提高电力能源使用效率,节约能源,降低环境污染,促进能源和电力结构的调整[1],确保电力系统安全、高效运行,实现电力工业可持续发展,国家提出了开展节能发电调度以充分利用水电这一可再生能源、实现节能减排的战略目标[2]。我国水利资源丰富,有众多流量大,流域面积广的河流。在这些河流上都有众多的大型的梯级电站。国家对这些大型的梯级电站都做了十分详细且合理的规划,这些梯级电站的合理规划对发电有着重要的意义。与之相对应的小型水电站则由于其发电不稳定,以及对下游流域环境的影响较大一直以来都得不到重视。然而,我国的小水电资源也十分丰富,可开发容量约在1.55亿kW,而且分布广泛,主要在湖南、湖北、广东、广西、河南、浙江、福建、四川、江西、云南、新疆等地分布[3]。

在绿色低碳环保大背景下,水电作为清洁绿色的可再生替代能源,具有灵活性和便捷性特点,展现出强大的发展潜力和生命力。大力发展农村小水电,不仅缓解了农网电力不足的问题,而且推动当地农村经济的发展。通过开发小水电,使许多河流得到了治理,有效地提高了防汛抗旱的能力,改善了当地生态环境与生产生活条件。但是由于其自身丰枯矛盾突出、变压器配置不合理、线路电损较大、调节能力有限、电压的质量和稳定性较低等一系列缺点,使得大规模的小水电接入电网,必然会对主系统的运行产生影响。

1 梯级水电站优化调度最优准则

梯级水电站是水利系统和电力系统的耦合,其运行需要在满足防洪、灌溉等要求的基础上发挥其在电力系统中的作用,故确定其运行方式是一项复杂的工作,需要先制定满足特定要求的优化准则,才能够衡量优化调度的效果。

①国民经济效益最大或国民经济费用最小。

这种优化准则虽然在理论上比较全面,但是运用到实际中还是有较多的困难。因为如上文所说,梯级水电站在发电的同时还要兼顾一些其他的特殊要求,所以国民经济效益除了发电效益以外,还包括防洪避难、农业灌溉、河流航运、渔业养殖、水库娱乐、工业供水、生活供水等,在这些效益中有的是正效益,有的是负效益。而且有些效益(例如农业灌溉效益、防洪避难效益)除了与供水有关外,还与其他因素(如人工栽培技术、种子好坏、洪灾人畜疏散路线设计、洪灾损失等)有关,且这些其他的效益也不可以用同一个指标来衡量。

②梯级水电站发电量最大。

梯级水电站形成之后,刚开始其并不是出现在一个大的电力系统当中,而是在一个小流域的几个小型梯级水电站共同形成的一个梯级水电站,所以该水电站往往孤立于一个地区性的子系统当中,这时候发电量往往都是供不应求的,所以在这一阶段,我们往往追求的是如何利用有限的水资源尽可能的多发电。所以这个准则仅适应梯级水电站为一孤立供电系统或者在一些流量较小的河流上的小型的梯级水电站,并且电量供不应求。前几乎所有梯级水电站都联入大电网,什么时间发多少出力,需要受大电网的调度限制,不可任其行事[4]。

③梯级水电站总蓄能量最大。

该最优准则是将整个梯级水电站的总蓄能量作为目标函数,从整体出发考虑梯级电站的能量储存,是梯级水电站水资源调度中很合理的优化准则,但只是从资源优化的角度出发考虑,不一定符合电力市场机制下梯级水电站的整体运营[5]。

④梯级水站总耗水量最小。

这种调度准则是国内广泛采用的准则,正是因为它既可以满足大电网对整个梯级电站的出力要求,又能节约用水,真正达到了整个梯级电站的经济运行[6]。然而在应用实践中研究发现,该最优准则会造成水头最高的水电厂耗水量最大,从而容易造成放空该水库或低水位运行的现象。

综上所述,本文提出一种新的调度准则,即在保证生态流量下以发电稳定为最优准则。近些年来一些私人的小型梯级水电站为了追求最大利益,在谷电价时尽可能的蓄水,在峰电价时开闸放水造成电站下游流域的流量变化很大,生态状况极其恶劣,有些电站的下游甚至会出现断流。使得电站下游的渔业养殖、灌溉等都受到了极大的影响。为了响应国家可持续发展的号召,所以本文认为水电站发电要在保证该流域生态流量的情况下进行,不能影响电站下游的生态环境。

2 数学模型

2.1 目标函数

为了简化建模本文将分别计算两级电站在各个时段的出力,然后将两个电站的出力叠加起来就是整个梯级电站的出力。出力计算公式采用的是

3 工程实例

本文取西北某一条河流上的一座梯级水电站上的两个电站C和D作为研究对象,来进行具体的计算分析。表1是该梯级电站的资料。

根据C和D电站的水位—库容曲线以及尾水位—流量曲线,将一天分成96个时段,通过遗传算法可以得出两个电站一天各个时段的出力。如图1所示。

本文所选用的是该河流在丰水期时一天的出力计算,由于C和D电站是小型水电站机组启停灵活,所以电站出力是根据当地一天之内各个时段的用电情况来进行调度的。一天之内的前8个小时即0:00-8:00是一天当中用电最少的时间段,所以这一时间段C电站蓄水发电,但是为了保证下游的生态环境,所以该时段要保证一定的下泄流量,该下泄流量为总流量的30%,即上图所示的第一个阶段。8点以后用电量和凌晨相比有明显的增加,这时候C电站停止蓄水正常发电,D电站开始蓄水发电,即上图所示的第二个和第三个阶段,由于是丰水期C和D电站可以在当天的18:00之前将水蓄满,这时C电站和D电站保证水位为正常蓄水位进行正常发电,如上图的第三阶段,这就是为什么第三阶段的出力会相对于第二阶段有所增加,如果是枯水期则不会出现这种情况。从18:00一直到22:00是一天之内用电的最高峰这段时间两个电站开始放水发电,D电站尽量在这个时段内将兴利库容全部用来发电,使出力大幅度的增加,22:00以后用电量跟之前的4小时相比会有明显下降,这时候D电站库容已达到死库容,C电站继续放水发电,即第五个阶段。这样充分利用了小型梯级电站启停灵活的特点,在保证生态流量下,既保证了各个时段发电的稳定性,又使得发电出力和该地区的用电情况相对应,充分利用了水资源。

具体各个电站各时段的过机流量如图2所示。

上图即为C电站全天各时段的过机流量图。在0:00-8:00的时间段跟图1的第一阶段对应,为C电站蓄水发电的时间段,在8:00-18:00的时间段跟图1的第二阶段和第三阶段对应,白天的用电量相比凌晨明显增加,所以C电站在该时间段内停止蓄水,正常发电。在18:00-22:00的时间段跟图1的第四阶段对应,此时用电进入一天的最高峰,C电站全力泄水发电以满足当地的用电需求。在

22:00-24:00的时间段跟图1的第五阶段对应,此时用电量相比四小时之前有所下降,C电站继续泄水发电直到一天结束,但是出力跟4小时之前相比有所下降,所以在22:00以后过机流量明显降低。

图3为D电站全天各时段的过机流量图。在0:00-

8:00的时间段跟图1的第一个阶段,由于本文采取的调度方式为在保证生态流量下以发电稳定性为最优原则,所以为了保证生态流量,此时段为C电站蓄水发电,D电站不蓄水发电,在8:00-14:30这一时间段内与图1的第二阶段对应,C电站蓄水达到正常蓄水位,此时C电站保持水位正常发电,而D电站则进行蓄水发电,14:30-18:00这一时间段与图1的第三阶段对应,此时D电站蓄水达到正常蓄水位,该时段内C和D两个电站蓄水都达到正常蓄水位,但是由于晚上才是用电高峰期,所以此时不进行泄水发电。18:00-22:00这一时间段与图1的第四阶段对应,此时D电站泄水发电,且由于D电站库容相对C电站较小,所以这一时间段内D电站将全力泄水发电,放空兴利库容,22:00-24:00此时D电站库容为空,所以过机流量即为上游C电站的下泄流量,所以该时段的过机流量和之前四小时的流量相比明显下降。

根据上文所计算出的结果,当在该河流的丰水期时,可以参考以上计算出的出力和过机流量进行调度,简化优化调度程序。

4 总结

①根据我国目前小型梯级水电站运行调度过程中出现的问题,本文提出了一种新的调度方式—保证生态流量下以整个梯级发电稳定为最优。即在保证下游生态环境的同时,追求整个梯级的发电稳定。

②根据小型水电站启停灵活等特点,通过合理的调度使水电站在各个时段的出力与当地的用电情况相符合,简化电网的调度过程,提高发电质量。

③通过合理的计算,算出两个电站一天各个时段的过机流量,作为参考的样本,为以后每一天的调度提供依据。

参考文献:

[1]陈家庚,林其友.优化完善电网结构在节能减排领域中的应用[J].电力自动化设备.2012,32(2):118-121,126.

[2]李虹,董亮,段红霞,等.中国可再生能源发展综合评价与结构优化研究[J].资源科学.2011,33(3):431-440.

[3]刘宗兵,束洪春,韩武.考虑小水电接入的配电系统可靠性评估[J].继电器,2007,35(2):55-67.

[4]叶秉如.水资源系统优化规划和调度[M].中国水利水电出版社,1998.

篇9

落实科学发展观,优化水库调度

科学发展观给梯调中心如何做好梯级水库优化调度工作提供了强大的理论武器和思想指导。20xx年,在流域来水较丰的形势下,我们以科学发展观为指导,不断增强了工作的预见性、主动性、科学性,合理运用**、隔河岩的调节库容和**电站新投入的产能,充分利用水能资源,积极开展**梯级电厂运行方式优化工作,不仅确保了流域安全度汛、实现了**全厂投产发电的目标,而且也创下了可观的发电效益,书写了新的历史纪录。

科学发展观要求深刻认识变化的形势,不断增强工作的预见性。梯调中心汛前充分准备,提前腾库迎汛,有效减少了弃水。汛前,公司领导和梯调中心仔细分析了今年**工程的特点以及来水预测和电力市场的形势,确立了**在汛前期提前消落水位腾空库容迎接汛期、隔河岩保持相对高水位运行的基本调度原则。汛初,由于4、5月**投入机组较少发电产能有限,梯调中心提前加大发电出力消落水位腾库,以避免弃水,同时保持隔河岩高水头运行充分发挥水头效益。

科学性是科学发展观的重要方面。梯调中心准确预报洪水,为科学调度提供了依据。20xx年7、8两月暴雨频繁,中心调度人员结合气象预报严密监视,准确预报了各次洪水,为梯级枢纽水库调度和电力调度提供了准确的科学依据。梯调中心结合天气和来水预报,安排三个梯级利用加大出力的方式消化来水,在两次暴雨的间隙入库流量有所消退时抓紧消落水位,以尽快腾出库容迎接下一场洪水;**、隔河岩水库水位则长时间保持在较为安全的水平没有弃水。8月27~29日三天流域降雨高达112.5mm,导致**入库洪峰4500m3/s,梯调中心及时把**日发电量加大到3000万kwh以上的水平,预计在不弃水的情况下库水位最高可涨至399m附近。但省防指权衡长江及全省防汛形势,为确保防汛安全,命令**梯级水库开闸弃水。弃水期间梯调中心密切关注**及长江的防洪形势及后期天气变化趋势,一旦防洪安全形势变得明朗,则及时与省防指汇报和沟通,使**梯级水库及时停止了泄洪。

在挑战面前找准定位,主动及时把握机遇,是科学发展观的现实体现。梯调中心合理配置**、隔河岩的可用库容,收获梯级联合调度的效益。汛前,便确定了**腾空库容迎汛、隔河岩保持较高水位运行的调度原则。汛期,由于**水库提前降低了库水位,所以主要由其承担调蓄洪水的任务以降低弃水风险,隔河岩水库则一直保持较高水位运行,由此有效降低了隔河岩的发电水耗,充分发挥了水头效益。与20xx年同期水耗水平相比,隔河岩增加发电量501万kwh,增加发电效益180.36万元。同时,在来水偏丰的7、8月份,梯级各电站开动产能加大出力,多发满发。7月25日流域三个梯级电站创下了单日发电量6605.61万kwh的历史新纪录;7、8两个月**入库水量分别为17.17亿m3、9.96亿m3,梯级发电量分别达到10.97亿kwh、13.83亿kwh,既充分利用了流域充沛的来水多创发电效益,又有力地保障了奥运期间的市场用电负荷。。

科学发展观要求创新,不能保守,不能被制度所约束。7月20~24日,流域出现了普降暴雨,全流域5天累计降雨138.1mm,导致**5日入库水量达到近8亿m3,在及时加大各厂日发电负荷的情况下,**梯级水库水位仍然全线上涨,很快将要超过**、隔河岩水库的汛限水位390m和193.6m。由于一方面已是处在主汛后期,另一方面长江三峡水库入库流量最大仅30000m3/s左右。在认真分析了后期天气预报以及**流域梯级和长江流域的防汛形势,并请示、商榷省防指获准后,决定利用预留防洪库容拦蓄洪水。**汛期最高蓄至了397.59m、隔河岩库在8月1日前最高蓄至了196.71m,分别超蓄4.600亿m3、1.952亿m3,按照7月当月耗水率合计折合为梯级发电量为4.560亿kwh,按照各厂正常结算电价计算,增加发电效益17502万元,创下了可观的经济效益。汛末,梯调中心审时度势,在确保安全的情况下拦蓄洪尾超蓄,为枯水期储备了高水头,低水耗的高效水能。

篇10

关键词:水库调度;水调自动化;趋势

Abstract: reservoirs to mobilize automation is a concentration of power, hydrology, computer, network, communication and other more specialized comprehensive application system, it is related to the reservoir operation monitoring, forecasting, scheduling and management play an important role. This article for the reservoir scheduling automation system, stage of development, the concept of function, design key points and future development trend of detailed introduction, enables readers to a certain extent, to deepen the understanding of the reservoir scheduling automation system.

Keywords: reservoir scheduling; Water and automation; trend

中图分类号: TP27 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

一、水库调度与水库调度自动化

水库调度是一种控制运用水库的技术管理方法,是根据各用水部门的合理需要,参照水库每年蓄水情况与预计的可能天然来水及含沙情况,有计划地合理控制水库在各个时期的蓄水和放水过程,亦即控制其水位升、降过程。一般在设计水库时,要提出预计的水库调度方案,而在以后实际运行中不断修订校正,以求符合客观实际。在制定水库调度方案时,要考虑与其它水库联合工作互相配合的可能性与必要性。中国水库调度进步较快,但还有许多水库调节径流的潜力尚未充分发挥,调度技术、调度手段还不够先进。今后发展方向主要是:继续向综合利用水资源和水库群联合调度方向发展;推广使用优化技术,提高调度技术水平;采用电子计算机等先进技术手段,尽快实现水库调度自动化。

水库调动自动化是集电力、水文、计算机、网络、通信等多专业的综合性应用系统,主要进行与水库运行有关的监视、预报、调度和管理。此系统基于对历史资料的收集整理,依靠先进的采集和传输技术,及时准确地获取水电站流域和其他相关系统的水文、气象和水库运行信息,利用数据库管理技术,进行在线水文预报和水务综合管理等,依据相关数学模型和大型数据库进行计算和处理,迅速提供包括防洪和发电在内的综合调度决策方案。

二、水库调动自动化的理论与方法

水库调度的理论与方法是随着20世纪初水库和水电站的大量兴建而逐步发展起来的,并逐步实现了综合利用和水库群的水库调度。在调度方法上,1926年苏联Α.Α.莫洛佐夫提出水电站水库调配调节的概念,并逐步发展形成了水库调度图。这种图至今仍被广泛应用。50年代以来,由于现代应用数学、径流调节理论、电子计算机技术的迅速发展,使得以最大经济效益为目标的水库优化调度理论得到迅速发展与应用。随着各种水库调度自动化系统的建立,使水库实时调度达到了较高的水平。中国自50年代以来,水库调度工作随着大规模水利建设而逐步发展。目前,大中型水库比较普遍地编制了年度调度计划,有的还编制了较完善的水库调度规程,研究和拟定了适合本水库的调度方式,逐步由单一目标的调度走向综合利用调度,由单独水库调度开始向水库群调度方向发展,考虑水情预报进行的水库预报调度也有不少实践经验,使水库效益得到进一步发挥。对多沙河流上的水库,为使其能延长使用年限而采取的水沙调度方式已经取得了成果。由于水库的大量兴建,对于水库优化调度也在理论与实践上作了探讨。在中国,丰满水电站、丹江口水利枢纽、三门峡水利枢纽等水库的调度工作都积累了不少经验。

三、水库调度自动化系统功能

1、水库调度自动化系统中包含两种数据,一是在长期的工作中积累的历史数据,通过对历史数据的统计分析,对水库未来的运行情况作出预测。二是大量的实时监测信息,主要是对目前的雨水情况信息,发电机组的运行情况,水电站闸门的运行情况等进行监测。如何快速检索历史数据和实时数据对数据库系统提出了很高的要求。

2、三层体系结构的关键环节是网络数据服务子系统,该环节建立了公用的数据接口,提供统一的数据访问路径,数据访问管理和访问监视。

3、数据采集处理子系统支持采集多种类型的数据,在水库调度过程中发送和接受水情以及水库调度数据。当水库水位,降水量,闸门操作等超越一定范围时,触发自动报警装置,按期计算时段降水量,水库水位等数据,并自动按期统计分析水情数据。

4、提供水库调度过程中必要的图形编辑功能。图形编辑工具包括水库调度图,流域综合水情图等可以组成水库调度自动化系统所需的各种图形。系统同时具有将各种图形经网添加到水库调度web服务器的功能。

5、其他计算机可以通过web查询方式掌握水库调度的数据,主要有图形子系统的全部图形,报表子系统的全部报表。拥有权限的用户可以通过web浏览器对数据库进行设置,以及对电脑数据进行人工插补等系统维护工作。

四、水库调度自动化系统的设计

1、采用成熟、先进的软硬件开发平台,设计符合标准化和贵感化要求,采用分布处理和冗余技术,重要设备采用热备冗余配置,保证系统的可靠性。

2、系统设备选型及应用软件的开发符合计算机技术发展的特点,采用全分布开放式系统,具有良好的可一直性和较强的扩展性。

3、系统采用标准化的成熟产品,功能完善并模块化,具有完备的安全性措施,防止系统软硬件故障或缺陷对现场设备的损坏。同时,保证通信的可靠性与系统连续运行的可靠性,保证系统及数据库的安全性。

4、水库中心业务中需保存几十年以上的历史数据,需要大型的数据库保存水文、水情、气象和水库运行数据。

5、水文预报、灌溉区调度常需要进行多种数学模型的计算、比较、分析,数据处理量大,要求处理速度快、处理能力强。

五、水调自动化系统发展趋势

随着水库调度工作要求的不断提高。对水调自动化系统提出了更高的要求。随着计算机应用和信息技术水平的提高,水调自动化系统的发展趋势主要将表现在以下几个方面。

1、高级应用软件开发

目前国内水调自动化领域亟待解决的问题是高级应用软件的开发。当前研究的热点包括:梯级水电站的水情测报与优化调度,水库群补偿调度和水、火电优化调度、调度决策风险分析理论、电力系统报价系统等问题。但已有成果大多数属于理论研究探讨,与水调自动化系统结合不多。因此开发和完善水调自动化系统的高级应用软件是水调自动化系统继续发展的一个方向。

2、数字流域

数字流域就是综合运用遥感(RS)、地理信息系统 (GIS)、全球定位系统(GPS)、虚拟现实(VR)、网络和超媒体等现代技术,对全流域各类信息进行数字化采集与存储、动态监测与处理、深层融合与挖掘、综合管的大型信息管理系统,它是水调自动化系统的发展方向。结合RS、GPS技术,加强了洪水预报系统的空间信息的管理与分析方面的能力,在面雨量计算、流域蒸发量和土壤湿度计算、交互式实时联机预报、暴雨产流模型等方面部可以有广泛应用。利用基于GIS的数字流域系统的可视化信息平台,实现全流域各类不同信息之间的共享,并进行更深层次的信息融合、挖掘和综合,对全流域进行动态实时的三维仿真,提供河道水情分析模拟、洪水演进仿真模拟、洪水灾害评估等功能。通过模拟流域在不同决策作用下的结果,为防洪、发电等决策提供有效支持。

3、智能专家系统

专家系统能够根据一系列规则(过去一些行之有效的知识和经验,包括定性和定量问题的推理策略)和用户提供的数据,从现有的事实和数据中导出或推理出新的事实或数据,提供智能化的决策支持。用户可以方便地定义和输入自己的规则库和数据库。专家系统还可用于培训缺少经验的运行调度人员。

参考文献

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