廖坊水库防洪调度方案研究

廖坊水库防洪调度方案研究

廖方水库位于江西省抚河市的中后期。是一座集防洪和灌溉于一体的大型节水项目（c）。考虑到能源、天然气和水运的广泛需求。水库坝址以上控制集水面积7060km2,多年平均径流量233m3/s。水库正常蓄水位65.00m,校核洪水位68.44m,总库容4.32亿m3,主要建筑物有主坝、副坝、泄水建筑物、水电站等。工程2002年10月正式开工,2005年12月下闸蓄水,迄今已运行近5a。工程建成后,抚河以西重要圩堤的防洪标准由50a一遇提高到100a一遇,保护南昌、抚州等重要城市和京九铁路、向莆铁路、福银高速等重要交通干线;解决大量农田灌溉用水和周围城镇生活、工业用水,多年平均年发电量1.55亿kW·h,社会效益、经济效益显著。1控制下游洪水(1)主汛期(4～6月)。为确保上、下游以及大坝防洪安全,将水位控制在61.00m以下。大洪水来时,利用防洪库容为下游错峰或削减洪峰,减轻洪水灾害。(2)后汛期(7～9月)。以防洪灌溉为主,将水位控制在65.00m以内,结合天气预报和水情,灵活掌握蓄泄,同时满足下游防洪和灌溉要求。(3)冬枯期(10～3月)。以蓄水灌溉为主,同时控制好闸门,下泄不小于60m3/s流量,以满足下游生态以及生活用水要求。(4)控制运用以短期预报为主,中长期预报供参考。2保护下游防洪安全水库坐落在抚河干流上,汛期洪水流量大,下游有重要城市和工矿企业,保护下游防洪安全是廖坊水库的主要任务。为此,研究了多种水库调度方案,制定了相应的调度规则和方式。2.1通过蓄泄水管入水库及其下游防洪补偿调节是根据区间来水量的多少来决定水库的泄水,即当区间来水量多时水库少放水,区间来水量少时水库多放水,区间来水量与水库放水量两者之和应使防洪控制点的流量不超过其允许的安全泄量。一般以廖坊水库大坝坝址即时流量及其前6h流量涨率,娄家村站即时流量及其前6h流量涨率进行水库蓄泄水量控制。具体地说,当廖坊坝址流量超过4000m3/s或支流临水娄家村站流量超过2000m3/s,水库对下游进行补偿调节。若按廖坊坝址洪水流量涨率控制,水库允许下泄流量4500～5000m3/s;若按娄家村洪水流量涨率控制时,水库允许下泄流量2300～4000m3/s;水库蓄水时取两者较小值,水库腾泄时取两者较大值。2.2水库泄压降低加大控泄规则适用于大洪水的情况。当库水位达到防洪高水位67.94m后,先固定控泄流量6500m3/s;当库水位上升至68.12m(200a一遇)时,适当加大泄量,固定控泄流量7000m3/s;当库水位继续上升至68.44m(500a一遇)时,按泄量等于来量的泄水原则下泄,控制库水位不再上升,以保障大坝安全。在入库洪峰已过且已出现了最高库水位后的水库水位消落阶段,在不影响坝坡稳定和下游河道堤防安全的前提下,合理安排水库下泄流量,尽快腾出防洪库容,在下一次洪水到来之前使库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库下游防洪泄水规则,水库为下游防洪进行补偿调节,直至防洪库容用完防洪高水位出现后,再采取加大控泄流量规则进行水库防洪调度运用。(2)高水位水位来水流量小于5000m3/s时,水库按泄量等于来量下泄,维持库水位在正常高水位65.00m;来水流量大于或等于5000m3/s,按下泄5000m3/s流量控泄,直至达到防洪高水位。防洪高水位出现后,按加大控泄流量规则进行水库防洪调度运用。3利益规划3.1农田干水排放抚河中游有金临渠灌区、下游有赣抚平原灌区,两个灌区均从抚河干流引水。同时兼顾南昌钢铁厂、江西氨厂等企业的工业供水任务。为了兼顾坝址下游生态、航运等要求,水库下泄流量应不小于60m3/s。3.2各调度线及工作区划分根据正常蓄水位65.00m,汛期限制水位61.00m,死水位61.00m,用1952～1998年来、用水资料进行长系列调节计算求得各调度线,并根据各调度线划分出工作区。7～10月份,上包线(正常蓄水位)与下包线之间组成灌溉保证供水区,下包线与灌溉破坏线构成灌溉限制供水区,灌溉破坏线以下为灌溉破坏区;11月至次年3月由上、下包线划分出3个发电工作区,上包线以上为加大出力区,上、下包线之间为保证出力区,下包线以下为降低出力区,见图1。3.3配置方法由于供水和航运的需水要求相对较低,机组发电流量基本可以满足其用水要求。所以,水库正常运行阶段的兴利调度主要是灌溉调度和发电调度。(1)按灌溉需水量人量引灌①主汛期(4～6月),水库水量充沛,按灌溉需水量从库区取水灌溉;②后汛期(7～9月),根据调度图,当库水位在灌溉保证供水区则按灌溉需水量引水灌溉;当库水位消落至限制灌溉供水区,按灌溉需水量的80%供水;当库水位降至灌溉破坏区时,水库按灌溉需水量的50%供水,在此期间除特殊情况外,库水位消落下限为死水位;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%保证出力发电①主汛期(4～6月),按来水流量减去灌溉引水流量进行发电调度,当流量大于机组过流能力时按3台机组全部发电;②后汛期(7～9月),当库水位在灌溉保证供水区,按保证出力发电,此时若发电流量小于下游所需供水流量,则按下游所需供水流量要求放水发电;当库水位消落至灌溉限制供水区,电站按90%保证出力放水发电,此时若发电流量小于下游所需供水流量时,按所需流量的85%放水发电,当库水位消落至灌溉破坏区,电站按来水流量减去廖坊灌区引水流量发电;③冬枯期(10月至次年3月),由于发电流量可满足下游所需供水流量的需要,所以水库按发电调度即可。当库水位位于加大出力区时按保证出力的1.2倍发电,当库水位位于保证出力区时按保证出力发电,当库水位降至降低出力区时按保证出力的90%(或按60m3/s的流量)发电;当库水位降至死水位时,则按来水量发电。4洪水调度与水位自然排放的关系按水利部批复意见,廖坊水库的汛限水位和死水位均为61.00m,两个特性水位之间没有库容,在洪水调度过程中操作非常困难。实际应用情况是在洪水来临之前将水库水位预泄到61.00m以下,甚至到60.00m,腾空一部分库容,为洪水调度作准备,这样调度往往水位低于死水位运行。若能适当提高汛限水位(例如高于死水位1m左右),汛期无洪水时按汛限水位运行,当洪水来临之前将水位预泄到死水位61.00m,腾空库容,洪水调度作准备,这样水库调度灵活性将大大增强。根据近年来的发展趋势,设定动态汛限水位将是未来水库调度的方向,即确定一个汛限水位的变化幅度,根椐中长期天气预报,灵活制定不同时期,不同降雨量或不同洪峰流量相应的汛限水位,争取最大的运行效益。5调度原则和方案在满足下游各用水部门和航运