对恩施市罗坡坝水电站防洪调度的思考

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摘 要 本文是作者针对恩施市罗坡坝水电站的防洪调度问题进行的简要探讨，以供其他中小型水库运行调度时参考。

关键词 水电站；防洪调度

中图分类号 TV 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0208-01

恩施州属中亚热带山地季风气候地区，雨量充沛，空气湿润，丰沛的地表径流同众多具有较大落差的深谷型河流相结合，构成了丰富的水能资源。全州水能资源理论蕴藏量509.31万千瓦，可开发蕴藏量349.1万千瓦，可开发装机近500万千瓦，是湖北省除宜昌以外水能资源最丰富的地区。至2010年底，全州拥有水电站271处，总装机容量305.77万千瓦（包括水布垭电站184万千瓦），恩施州成为全省乃至华中地区重要的清洁能源基地。

1 工程概况

罗坡坝水电站工程为中型水库，大坝为混凝土拱坝，大坝及水工建筑物为Ⅲ等3级，水电站厂房为3级。水库正常蓄水位750.00 m，死水位724.00 m，有效库容4 300万m3，库容系数12.9%，为年调节水库，电站设计保证率为90%，出力系数取8.4。大坝按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核，电站厂房按50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。

2 流域特性

罗坡坝水库建于冷水河上，冷水河为乌江水系唐岩河的一级支流，发源于恩施市盛家坝乡三县场，河流全长53.21 km，流域面积460 km2，河道平均坡降7.06‰，总落差1 472 m，流域内有小型水库3个，总集水面积3.11 km2，总库容149万m3，对罗坡坝水库产、汇流影响较小。

3 安全泄量

罗坡坝电站厂房200年一遇校核洪水流量2 440 m3/s，厂房以下河段拉弓坝村、罗坡坝村均为高山峡谷，两岸悬崖陡峭，沿河两岸无人居住，下游小河电站2000年一遇校核洪水流量2 716 m3/s，罗坡坝水库向下游河道宣泄的安全泄量定为罗坡坝厂房200年一遇校核洪水流量2 440 m3/s。

4 水文预报方法

根据水库流域的水文气候特点，将一些科研成果运用于水文资料收集、传输、预报服务中。建立了罗坡坝水库流域雨量站点遥测系统、水文自动预报系统，产流量采用降雨径流相关法计算，水库坝址入库洪水过程采用时段单位线法推求。

罗坡坝洪水预报方案精度：产流方案合格率为79.6%，汇流方案流量合格率为83.3%，峰现时间合格率为83.3%，只能达到乙等预报合格率水平，预报误差使得罗坡坝水库防洪调度存在一定风险。

水库形成后，天然河道变成人工湖泊，水力特性的改变而造成洪水过程预报与实时入库过程的误差。如果不注意建库后库区汇流加快及洪峰值的增高，将使预报值偏小滞后，带来严重的后果。调度运行过程中，及时收集建库后的实测相关资料，加强入库洪水演变分析，制定入库洪水修正方案。

5 水库调度

根据水量平衡方程，采用试算法推求水库出库流量过程，主控参数为：入库流量过程、水库库容曲线、表孔下泄曲线、起调水位750.00 m，闸门开启孔数。整个计算只需输入起调水位、自动导入流域降雨量，由电脑自动完成，准确快捷。

水量平衡公式如下：

（）t=V2-V1=V

式中：Q1、Q2─表示时段初、时段未的入流量；q1、q2─表示时段初、时段未的出流量；t─为时段长（以选定步长为准）；V1、V2─表示时段初、时段未的水库蓄水量；V─为水库蓄水增量。

洪水调度原则如下。

1）防洪调度。依据工程防洪能力和下游防护对象的重要程度，采取分级控制泄洪的调度方式。应包括如下主要内容：①罗坡坝水库主要泄洪设施包括三个表孔、两台水轮发电机和生态放水管，水轮发电机组是否参与泄洪，视电网要求而定，当库水位超过752.42 m（厂房200年一遇校核标准洪水相应库水位）时，电站不宜参与泄洪；②根据对汛初来水的预报，罗坡坝水库在汛前及汛期有可能发生弃水时，要及时加大出力多发季节性电能，同时起到降低库水位以备水库度汛的作用；③罗坡坝水库汛期调度运用计划为：汛期4月15日～10月15日，水库水位处于正常蓄水位750 m以下时，水库按发电运行方式调度；当库水位达正常蓄水位750.0 m时，根据洪水预报，如来水流量大于机组最大过流能力36.0 m3/s（电站装机两台，单机额定流量17.47 m3/s，生态放水管设计流量1.06 m3/s）时，首先开启中表孔，由闸门控制泄流量使其等于来水流量，维持库水位不变；当来水流量大于中表孔闸门全开时的泄流能力时，中表孔闸门全开，同时对称开启两边表孔，控制泄流量使其等于来水流量，维持库水位不变，当来水流量大于三表孔闸门全开时的泄流能力时闸门全开。当来水流量逐渐减小时，按先对称关闭两边表孔，后中表孔的顺序，控制下泄流量等于来水流量，使库水位尽量维持在正常蓄水位750 m。

2）兴利调度计划。兴利调度的任务是在确保大坝安全的前提下，充分利用兴利调节库容，合理调配水量多发电，充分发挥工程的综合效益。①发电调度方案制定应以电网、罗坡水电站的安全运行为前提，充分合理地利用水量与水头，承担电力系统调峰任务，努力做到经济、优质运行；②罗坡水水利水电枢纽兴利调度服从于防洪调度，并与生态调度相协调。根据冷水河流域山区性河流上峡谷型水库的特点，水深每消落1 m所获库容不大，减少电站弃水量不多，而减小发电水头对该时段及后续运行期造成较大影响，发电调度应尽量维持高水位运行。拟定的水库调度方式为：根据水库调节性能和径流特性，每年自4月初开始按保证出力工作，水库逐步蓄水，保证在汛末蓄水至正常蓄水位，然后当入库流量大于调节流量（发保证出力所需流量）电站按入库径流工作，当等于或小于调节流量时，按保证出力工作，水库开始供水。为维持较高工作水头，一般年份在枯水期末并不消落至死水位（只有在设计枯水年才消落至死水位）。

3）生态调度。①生态调度的原则是结合防洪、发电等调度，确保下游河道不断流，合理下泄流量，满足下游生态需水基本要求；②一般情况下，通过电站发电下泄流量满足生态用水要求；③当罗坡坝电站停止发电可通过发电引水系统下泄0.75 m3/s的生态流量。

6 结论

通过以上分析，得出以下结论：对中小型水库运行调度应该注意以下几点问题。

1）首先应制定一个完善的气象、水文预报方案，这就要求在流域内保障有足够和雨量站点，有条件的在水库上下游设立水位流量实时监测点。

2）确保水情信息的准确性与时效性，应加强自动化测报站点的维护管理与更新。

3）水库安全标准和下游防护对象的防洪标准是水库调度不可超越的制约因素，一定要在保障大坝和下游防洪安全的前提下对入库洪水进行调蓄。

4）水库的运行环境是在不断变化着的，加强入库洪水演变分析，才能消除各种影响因素对调度成果的综合影响。

5）完善水文预报模型，为改善水文预报模型精度，应编制实时校正模型，利用实时水、雨情反馈信息改进模型的预估过程。同时，可参照专家系统模式，科学总结成功的洪水预报经验，使模型中难以包括的洪水规律能在预报实践中发挥作用。

6）要有一套畅通的水情传输通道及上报机制。

参考文献

[1] 罗小青.小水电站防洪安全问题及对策[J].水利发展研究,2008,8(2):55-57.