雅砻江官地水电站洪水预报及调度方法研究

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摘要：四川省雅砻江下游官地水电站为径流式电站，具有库容小、流量大的特点，对洪水预报和水库调度的要求很高。通过对其实际工况进行分析和研究, 提出有针对性的预报方式和调度策略，对探索同类型流域水电站和梯级水电站群的来水预报和调度具有借鉴价值。

关键词：官地水电站；水文预报；水库调度

Abstract: built in sichuan province GuanDe downstream hydropower plant as runoff type power station, has the capacity of small, the characteristics of large flow, the flood forecast and the requirements of the reservoir regulation is very high. According to the actual working condition analysis and research, and put forward some forecast way and scheduling strategy, to explore the same type river hydropower station of cascade hydropower stations of the group of coming water and forecast and dispatch has reference value.

Key words: GuanDe hydropower station; Hydrological forecast; reservoirs

中图分类号：TV697文献标识码：A

1．前言

雅砻江是金沙江左岸最大支流，发源于青海省玉树县境内的巴颜喀拉山南麓，自西北向东南流，在呷依寺附近进入四川省。雅砻江干流规划有多级电站，见图1。1998年二滩水电站投产发电，官地水电站2012年3月投产，随后锦屏一级、二级水电站预计2012年～2013年投产，初步形成雅砻江下游梯级水电站联合调度的格局。官地水库总库容7.6亿m3，调节库容0.284亿m3，在上游锦屏水电站建成投产前，入库仍是天然河道来水，坝址多年平均流量1440 m3/s，只需约5.5小时即可将调节库容灌满。对其来水预报方式和调度策略的研究非常必要。

图1中下游水电站梯级开发图

2．洪水预报方案

方案需依据流域自然地理分布情况、气候、径流和洪水特性而制定，并满足工程实际需求。官地电站上接锦屏二级水电站，下有打罗水文站。锦屏二级～官地区间有支流子耳河、九龙河汇入，区间有3个水文站，其中干流布设有锦屏、泸宁水文站，支流九龙河有乌拉溪水文站，泸宁站为入库控制站。示意图见图2。

雅砻江属于山区性河流，流域狭长，河道窄深，坦化不明显，根据笔者常年从事该流域实时洪水预报工作的经验，涨差法简单实用，适用于流域无明显支流河段的来水预报和有支流河段的合成来水预报，应用效果较好。官地水库入库流量主要由雅砻江干流、九龙河、小金河来水和区间来水组成。其中区间来水预报采用新安江降雨径流模型，河道来水预报采用合成流量法。

图2官地水电站坝址洪水预报方案结构示意图

区间洪水预报方案由流域产流模型、汇流模型、实时校正模型三部分组成。考虑雅砻江流域降雨不均匀，根据流域水系和遥测雨量站点分布情况，对流域进行分块分单元产流计算，分别计算出各单元控制面积上的地面径流、壤中流和地下径流[1]。流域汇流分为坡面汇流和河道汇流两个阶段。地面径流汇流采用单位线方法，壤中流和地下径流汇流采用线性水库法，分别计算其流量过程并进行叠加，得到单元出口流量过程。河道汇流选用单位线法。

官地坝址预报方案采用泸宁站流量按汇流单位线演算到坝址，与利用麦地、磨房沟、巴折、岳家铺子、大桥等雨量站资料建立新安江模型与水箱模型等区间预报模型方案组合而成。下面以6小时和12小时坝址流量预报方案来具体说明。

①入库流量6小时预报方案

计算公式如下：

（1）

式中： ―坝址未来6小时时刻的预报流量； ―坝址预报时刻的流量； ―泸宁站预报时刻和前6小时的流量； 、 ―坝址预报时刻和未来6小时的区间来水流量。

②入库流量12小时预报方案

计算公式如下：

（2）

式中： ―坝址未来12小时时刻的预报流量； ―乌拉溪站预报时刻和前6小时的流量； ―锦屏站预报时刻和前6小时的流量； ―坝址未来12小时的区间来水流量；其它同上。

更长预见期的预报方案依此类推。水电站建设期间对河道水位的敏感程度远超对流量的敏感度。官地水电站有坝前水位站、电站尾水水位站和蓄水期水位观测站共3个水位站。坝前站和电站尾水站建设完成后将替代施工期上游围堰堰前水位站和下游围堰堰后水位站。采用水位系数方法和调洪演算方法进行上、下围堰的水位预报。

3．方案校正及水库调洪演算

电站截流后进入围堰挡水期，形成具有一定库容的围堰水库，对河道流量具有调蓄作用，水库的出、入库流量并不完全相同。此时增加入库流量还原计算，对预报流量进行校正，再进行调洪演算处理后得到的出库流量，作为下游二滩水库的预报输入流量。

官地电站竣工投产后，按调洪规程进行调洪演算，此时比原天然河道汇流时间缩短，泸宁至官地坝址区间直接产流面积增大，入库洪水峰现时间提前，洪峰增大，需要调整河道汇流时间和汇流单位线，并根据入库流量反算成果，调整泸宁至官地、锦屏二级尾水至官地的汇流时间及新安江模型中的不透水面积比参数，从而对水情预报方案进行调整，完成实时校正，以提高洪水预报精度；

上游锦屏二级电站投产后，其发电流量将直接从引水隧洞穿越锦屏山流入雅砻江中，大部分流量不会经过泸宁站，应设置一个虚拟站来代表该发电流量。此时官地电站的预报方案采用泸宁站、虚拟站流量共同按照汇流单位线汇流及区间预报组合的方式。

上游锦屏一级水电站投产后，该水库具有较大调节库容。如何运用好锦屏一级水库的巨大调蓄作用, 是官地水电站防洪和优化调度的关键。

4．水库调度

实际调度时，做好洪水预报并制定出水库优化调度方案并不一定能达到水电站优化运行的目的。除了汛期出现弃水时直接调度泄洪闸门外, 绝大部分时间水库调度都是电调决定水调，如果不综合考虑电网的安全约束、电力电量需求、电站生产设备的检修等条件, 仅从水文角度制定的优化调度方案就会脱离实际而无法执行[2]。因此, 需要在来水预报准确的基础上进行优化调度的研究。

官地水电站即将投入运行，电网安全约束对水电站运行方式影响很大。在枯期, 梯级水电站少发电、多蓄水以保持高水位运行可降低耗水率，但若是网内火电机组无法满足电力需求，水电站将在背离优化意图的情况下多发电；当需要上游电站多发电给下游电站补水时，如果电网需求下降，将造成上游电站发电量少补水不足，甚至可能会出现上游电站少发而下游电站多发, 导致下游电站库水位持续下降的不良工况[2]。对此只能等官地上游具备多年调节性能的锦屏一级电站投产后，利用其高坝大库的优势选择丰水时段蓄水, 在需要时为下游梯级水库群补水, 发挥补偿效益。

官地电站向下游二滩水库补水调节作用明显，二滩水库保持高水位有利于电站枯水期运行，若在枯水期安排官地电站的检修工作就与枯水期发电相冲突,传统的“汛期发电、枯期检修”的原则便不再适用。考虑到官地电站无泄洪洞，泄洪方式集中为坝身泄洪，一旦发电负荷过低就必须坝身弃水，在官地电站投产至锦屏一级投产期间，是官地电站消力池检修的高风险期。此时必须做好上游来水预报，配合电网发电需求，调节电站发电负荷，才有可能顺利完成消力池抽水检修。

5．结语

本文通过对雅砻江下游官地水电站实际工况进行分析和研究，结合自身工作经验，本着一切从实际出发的原则提出有针对性的预报方式和调度策略，对探索同类型流域水电站和梯级水电站群的来水预报和调度具有借鉴价值。

参考文献：

[1] 包为民. 水文预报[M]. 北京:中国水利水电出版社, 2006.

[2] 李泽宏.梯级水电站群优化调度的影响因素及应对策略.贵州水力发电ㄏ,2009.02.

[3] 舒卫民,马光文,黄炜斌,等. 电网峰谷出力比约束下的梯级水电站短期优化调度模型研究. 华东电力, 2009, 37(9): 1572-1574.

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