試析山區小水電站群汛期水庫優化調度

　　摘要：山區的河流流量具有驟漲驟落的特點，洪水發生兇猛，區域內小水電站的發電引用流量較小，在前期進行預報分析時，無法精準做出判斷。基于此，本文先分析了山區小水電站群汛期水庫調度的難點，隨后，重點探究了這一時期小水電站群的水庫優化調度方法，具體如下。

　　關鍵詞：山區;小水電站;汛期;水庫

　　引言：山區小水電站群如何在汛期做好水庫水位控制，在滿足水庫優化調度的同時，又可以達到防汛發電的要求，實現科學化合理化的水庫優化調度。若想達到這一目標，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)創刊于1972年，由廣東省水利水電科學研究院主辦。 本刊是廣東省水利水電系統唯一持有國家統一刊號和國際標準刊號的綜合性水利水電技術刊物，國內外公開發行。刊物的欄目設置涵蓋水利水電及相關行業的各個方面。讀者對象為水利水電、土木工程、水運、航道整治、環境工程、水土保持、城鎮給排水等行業從事規劃、設計、施工、管理及科研工作的科技人員、管理干部和有關院校的師生。

　　山區小水電站群汛期水庫調度難點

　　上游出庫量計算困難

　　水情計算與預測需要將泄洪曲線、庫容曲線與過機流量曲線等數據信息作為基礎，但是，在實際應用中發現，部分設計單位給出的曲線本身存在誤差性，沒有通過實際測驗標準。根據實際應用情況分析，庫容曲線和過機流量曲線所產生的影響較小，不會影響到水情計算與后續的預測工作，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，會為之后水情預報工作帶來不確定性，增加入庫流量預報的難度。

　　區間流量預報困難

　　區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，將得到的區間流量作為24小時內預測結果。區間流量本身是兩站之間受到降雨因素、支流、地下河等產生的流量，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生不同程度的誤差，造成計算數據匹配出現問題、

　　徑流傳播時間判斷困難

　　影響到區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。河道邊界條件是既定因素，徑流大小會隨著泄洪和上游發電量的變化產生變化。山區內小水電站群水庫庫容較小，當上游泄洪流量到達時刻和水電站水庫門閘調整時間出現偏差時，對區域內水電站的發電情況會產生較為嚴重的影響。

　　山區小水電站群汛期水庫優化調度方法

　　若要解決山區小水電站汛期的水庫調度問題，就需要結合水電站群，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。

　　統計汛期資料

　　統計分析出歷年、歷次洪水發生資料，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，列舉出次數最多的數值，作為騰庫庫容[2]。計算方法為：

　　G騰=正常當蓄水水位-騰庫庫容 (1)

　　再根據水位和庫容關系進行優化選擇，滿足防汛需求的同時，確保洪水過后水庫內水位可以回到正常范圍內。按照歷次水庫泄洪間隔時間，每隔5天進行以此分類統計。

　　加強洪水預報

　　在實際洪水預報調度工作中，氣象降雨預報早于實際降雨信息，而實際降雨預報要早于凈雨信息，凈雨預報信息要早于洪峰信息，并且要比最高水位信息更早。因此，對于山區小水電站群汛期水庫優化調度的工作來說，精準、及時且有效的水情預報和實時監管是關鍵，預報精準度和預見期能夠直接影響到最終調度的效果。例如，我國某地區的山區水電站群已經建立了自動化信息采集和預測警報系統，實際應用中洪水預報的精準度已經達到了甲級水平。但是，受到預見期短等因素的影響，工作人員將其與水位氣象進行耦合，創新設計了短期、中期和長期預報相結合的方法，提高了水文氣象預報的時效性與可靠性，有效延長的預見期，實現了24小時至120小時內的洪水預報。

　　合理分析汛情

　　當山區內的小河流發生洪水之后，流量都會驟減。為了確保水電站發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計分析之后，可以得到最終結果。

　　例如，我國某山區河流流域的梯級水電站為三級電站，龍頭水電站的發電廠裝機容量為2×2500kW，壩址以上流域面積接近500km²，水庫是總容積為880萬m³，其中調節庫容為580萬m³，死庫容為300萬m³。在出現汛情時，為了控制水庫內的水位，需要將發電引用流量作為進庫流量，在進庫流量減少的情況下，低水頭運行所產生的出力損失也會相應降低，挖庫所引起的效益逐步上升。將真長蓄水水位相應的庫容減去騰庫庫容之后，可以得到相應的水位。這種方式不僅能確保在汛情發生期間取得防洪主動地位，又能保證洪水過后，水庫內的水位可以恢復到正常水平，從經濟效益的角度進行分析也較為可行。

　　全流域調度方案

　　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間型，洪峰位置的流量基本上在每秒中2000m³以上，屬于區間洪水造峰、上游洪水量大的形式。在汛情發展期間，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化調度中，要試試全流域的調度方案，具體步驟為：

　　(1)當汛情發展滿足全流域洪水預報調度啟用條件之后，水庫才可以開啟蓄水。當預報入庫的洪峰流量低于全廠滿發流量完事，電站的平均發電流量應該等同于入庫流量，并且維持水庫的水位不能超過汛期限制水位。

　　(2)當入庫洪峰流量超過全廠滿發流量但是不足2500m³/s時，按照滿發流量進行發電，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)當預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，仍按照全廠滿發流量進行發電，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：綜上所述，采用統計分析的方法，可以得出水電站水庫的來水、用水與棄水情況，并根據龍頭水電站水庫工程特性，選擇合理方法實現騰庫庫容。比較不同調度方法的綜合效益，以此確定最優調度方案，提高資源利用效率，推動山區小水電站群汛期水庫整體優化建設。

　　參考文獻：

　　[1]朱思瑾. 基于長江中下游生態環境改善的三峽水庫優化調度方案研究[D].武漢大學,2018.

　　[2]盧錕明,趙文發,袁超.寶珠寺水電站洪水調度優化方案[J].西北水電,2018(05):20-24.

　　作者：胡向陽 嚴文鋒 傅朝靈 嚴乾訓

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