万家寨水库运用阶段分析

万家寨水库运用阶段分析

1初封河时期的规划模型1.1流冰量调查和计算由于年力条件和年力条件不同，每年的洪水特点也不同。因此，每年柔性洪水水库的实时规划在实践中有所不同。决定初始封河期调度方案的主要因素是流量和冰量,制订初始封河期水库调度方案时流量可用流量演算法预报出来(该方法已比较成熟),关键是计算冰量。万家寨水库流冰主要是在11～12月,冰量的大小主要受流量和气温影响。计算万家寨水库初始封河期的冰量用11～12月的平均气温和平均流量,用近3年实测资料率定计算公式如下:Wt=9.3×|T11‚12|−0.5×Q0.99211‚12Wt=9.3×|Τ11‚12|-0.5×Q11‚120.992式中:T11,12为11～12月平均气温,℃;Q11,12为11～12月平均流量,m3/s;Wt为预报冰量,万m3。利用上式计算1998～1999年、1999～2000年和2000～2001年三个年度开始流凌至稳定封冻之间万家寨水库的冰量,三个年度计算值分别为2154万、1667万、1495万m3,实测值分别为2240万、1800万、1410万m3。1999～2000年度实测冰量为模拟计算的冰塞体冰量。当流量、气温预报值已知时,即可预报出冰量。1.2水库运用的控制条件目前,万家寨水库移民高程为984m,所以水库运用的控制条件是使距大坝72km处的拐上断面水位不超过984m。据此控制条件,确定初始封河期不同流量和不同冰量所相应的水库运用方式。1.2.1封河流量计算封二图3制订封河期调度方案,将冰量分为四个等级,即1000万、2000万、3000万、4000万m3。将封河流量分三个标准,即450、600、700m3/s。由冰量和流量值按《水文计算规范》中的方法计算拐上984m移民高程下初始封河期的安全运用水位。1.2.2计算水库水位上升回采点资源根据不同的冰量和流量,按照冰塞壅水计算方法,用试算法确定水库安全起调水位,具体步骤如下:①假定一水库水位;②确定冰塞头部、尾部及冰塞体的分布(具体方法见冰塞壅水计算方法);③计算距大坝72km的拐上断面的冰塞壅水水位;④若该水位超过现在移民高程984m,则降低水库水位,重复①～③步,直至拐上断面计算水位低于984m为止;⑤根据上述计算结果求出最佳水库运用水位。考虑到凌汛期万家寨水库运用原则“在保证防凌安全的前提下兼顾发电,充分发挥水库的综合效益”,所以水库起调水位也不宜太低。制订调度方案时,在保证拐上水位低于984m情况下,水库蓄水位采用上限水位,使调度方案比较合理。通过上述步骤,可得不同冰量和不同流量时水库的安全运用水位,计算结果见表1。1.3计划模型的制定上面将不同冰量级和不同流量级对应的水库安全运用水位计算出来,初始封河期调度模型可以概化为如图1所示。2适时抬高水位稳定封冻期形成了稳定冰盖,冰盖厚且强度大,河道内不再产生冰花,凌情、水情都比较稳定,所以这时可适当抬高水库运用水位。根据天桥电站运用经验,在稳定封河期,若库尾没有产生严重冰塞,为充分利用有效库容,提高水能利用率,尽量发挥电站的经济效益,在初封期库水位的基础上,可适当抬高库水位。3冰坝东边地权制订开河期调度方案需要考虑冰坝壅水高度、上游来流量等因素。万家寨库区开河期主要问题是冰坝壅水问题,根据冰坝形成原因、影响冰坝垮坝的各种因素分析,在头道拐流量达到一定量时,降低库水位。这样在“上推下排”等多重动力共同作用下,可促使冰坝溃决、堆冰下移。但目前很难确定库水位与冰坝壅高水位的直接关系。在形成冰坝后,应根据冰坝发展过程、头道拐流量,逐步降低水位。根据冰坝壅水计算和近几年实际运用情况,一般冰凌情况下水库水位降低到不低于952m,然后再根据上游来冰及冰凌下泄情况,决定是否再继续降低水位。若遇到严重冰坝,则水库运用水位降到952m以下,同时在冰凌灾害解除后,停止降低水位,并可根据实际情况逐步抬高水位,保证凌汛后能有足够的蓄水量。开河期,万家寨水库库区河道不利的河道条件及库尾阻冰作用,很容易造成卡冰结坝,阻塞过水断面,使上游水位壅高。根据前面冰坝壅水计算可知,冰坝壅水高度可达5m左右。开河期库水位970m,流量1000、2000m3/s时,相应987m高程的出水高在距坝67.57km以内均在5m以上,距坝69.77～72.1km(拐上)均不足5m;水库运用水位970m、流量1000m3/s时,相应987m的出水高在拐上仅4m左右。4提高移民高程确定万家寨水库移民高程,主要是根据初始封河期冰塞壅高水位和开河期冰坝壅高水位的计算。现行移民高程为984m,制约了冬季水库的运用水位,不能采用高水位运行。为了在保证防凌安全的前提下,充分发挥水库的经济效益,按照或尽量接近水库原设计的运用方式运行,需要提高移民高程。根据前述计算结果,综合考虑各方面的因素,认为移民高程定为987～988m比较合适。5水库使用水位没有过高制订初始封河期水库调度方案需要预报初始封河期的流量和冰量。初封期,若预报冰量在4000万m3时,水库水位应在959～960m。稳封期,在初封期库水位的基础上,适当抬高库水位。开河期水库水位降低到不低于952m,若遇到严重冰坝,则水库运用水位降到952m以下,同时在冰凌灾害解除后,停止降低水位,并可根据实际情况逐步抬高水位,保证凌汛后能有足够的蓄水量。模型计算结果表明,在现有移民高程情况下,水