浅谈白龙江流域梯级电站防洪调度

浅谈白龙江流域梯级电站防洪调度
实行梯级水库群的联合运用、统一调度，可以互济互补，充分发挥梯级水库的巨大调节能力，不仅可提高流域的防洪标准，还可提高水资源的综合利用率和整个电站的生产指挥以及处理各种突发事件的能力。

标签：梯级水库防洪调度水文气象预报水电站
1 概述
防洪调度（flood control operation）运用防洪工程或防洪系统中的设施，有计划地实时安排洪水以达到防洪最优效果。

防洪调度的主要目的是减免洪水为害，同时还要适当兼顾其他综合利用要求，对多沙或冰凌河流的防洪调度，还要考虑排沙、防凌要求。

碧口水电站是白龙江梯级开发中的第一座水电站，是一座以发电为主，兼有防洪、灌溉等功能的大型水库。

大坝为壤土心墙土石混合坝，最大坝高为715.3m。

水库设计正常蓄水位704m，总库容5.21亿m3，属季调节水库。

碧口水库大坝的防洪标准为500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核，万年一遇洪水保坝。

碧口水库兼有下游碧口镇的防洪任务，碧口镇的堤防允许碧口水库下泄流量不能超过4310m3/s。

麒麟寺水电站上距碧口水电站13.5km，其水库蓄至正常水位后回水与碧口水电站尾水相接。

麒麟寺水电站枢纽工程以发电为主，工程主要由左岸泄水闸、河床式电站厂房及挡水混凝土坝组成。

电站总装机容量111MW，设计单机流量为185m3/s，总库容2970万m3，电站为日调节电站。

麒麟寺水电站永久性水工建筑物50年洪水设计，相应的洪峰流量为5630m3/s；500年一遇洪水校核，相应的洪峰流量为7380m3/s。

苗家坝水电站距下游碧口水电站31.5km，总装机容量3×80MW，水库设计总库容2.68亿m3，电站设计正常蓄水位800m，设计洪水位800m，校核洪水位803.50m。

苗家坝水电站为500年一遇设计洪水，入库洪峰流量2930m3/s，最大下泄流量2864m3/s，校核洪水位为5000年一遇洪水，最大入库流量3880m3/s，最大下泄流量3425m3/s。

2 流域概况
白龙江流域位于东经102.5°～105.7°，北纬32°～34°。

白龙江发源于四川、甘肃交界处的朗木寺，自西北向东南流经迭部、舟曲、武都、文县、青川、广元等县，至昭化镇汇入嘉陵江，全厂576km，流域面积31808km2，是嘉陵江上游最大支流。

（白龙江流域示意图）
碧口-麒麟寺区间面积占其麒麟寺坝址控制流域面积的1.3%。

由于白龙江流
域降雨自上而下逐渐增大，碧口-麒麟寺区间处于白龙江干流的暴雨区，区间产流量较大，是麒麟寺水库入库洪水的重要组成部分。

3 梯级水库洪水调度现状分析
全国各地极端灾害性天气频发的明显，暴雨频发，降雨量较往年要偏多一到两成。

随着白龙江梯级电站的建设，麒麟寺电站已投产发电和在建苗家坝电站的投产，对白龙江流域梯级防洪调度形势十分严峻。

①麒麟寺水电站下游河段受河道内大规模挖沙、采金影响，修筑的围堰已将原河道全部填满，且高高隆起，河道过水断面严重束窄，形成卡口，且河床明显抬高，大大降低了河道自然行洪能力。

②碧口-麒麟寺区间是白龙江流域暴雨的频发区，降雨强度大，产生的洪水迅猛，无预见期。

麒麟寺水电站为日调节电站，工程主要任务是发电，由于水库库容较小，没有洪水调节能力，不承担下游防洪任务。

③现麒麟寺库区还有采砂船只进行采砂作业，并将废弃渣石料、泥沙弃置河道，导致河道断面束窄，水流不畅，且水库泄洪时将对采砂船只及人员安全构成威胁，影响水库的正常防洪调度。

麒麟寺电站投产发电以来，据资料统计，碧口水库发生较大洪水时的下泄流量统计如下：
由于麒麟寺水电站下游西家坝至强坝河段河道行洪能力严重不畅，原河道行洪能力可抵御约4000m3/s的洪水，目前河道行洪能力仅1000m3/s。

而白龙江麒麟寺河段50年一遇洪水洪峰流量为5630m3/s，10年一遇洪水洪峰流量为3690m3/s，5年一遇洪水洪峰流量为2870m3/s，对梯级水库的防洪调度更增加了极大的难度。

4 梯级水库调度
4.1 洪水调度原则
在水库运行中，应坚持发电服从防洪、发电服从排沙，防洪、排沙兼顾发电及其他综合利用的原则。

当入库流量超过发电机组过水能力，启用泄洪设施泄洪，并按水库天然来水流量泄放，保持库水位不超过697m。

当库水位超过697m，入库流量又超过4310m3/s时，则应打开全部泄洪设施泄洪，水库开始自然调洪。

泄水建筑物投入运行的次序为排沙洞、溢洪道、右岸泄洪洞、左岸泄洪洞，如遇特殊情况也可作适当变动。

4.2 丰水期洪水调度
由于麒麟寺水库属于日调节性水库，离碧口水库仅13.8km，所以流域发生
不同区域的洪水时调度原则是完全不同的。

一是流域内发生全流域性降雨过程，这种降雨过程形成的洪水一般不大，并且白水江、让水河两大支流洪峰流量不会与干流白龙江洪水重叠，让水河及库区周围降雨首先形成第一次涨水，然后是白水江涨水慢慢进入库区，并且通过水文站及水情测报系统收集到的水情信息充分的分析流域水情及涨水、退水过程，对碧口-麒麟寺防洪调度提供有力的保证。

在这类全流域的降雨过程中，一般都是越接近库区降雨量越大，碧口-麒麟寺区间降雨量比较大，但是在碧口涨水较缓的情况下，碧口水库可以在保证防洪安全前提下，推迟下泄洪水的时间，可以为麒麟寺水库调节碧口-麒麟寺区间内的洪水错峰、滞峰。

二是流域内中下游发生较强的降雨过程，降雨多属于暴雨过程，涨水速度迅速，碧口水库多为让水河涨水流量；麒麟寺水库为碧口-麒麟寺区间内的流量，两水库基本上同时涨水，并且洪水预报期极短，给防洪调度造成了很大的威胁。

此时，应及时掌握短期天气变化形势，提前通过发电预泄一部分库容，在暴雨发生时，麒麟寺电站必须提前降低水位至死水位以下运行或空库运行，尽可能降低区间回水，麒麟寺水库回落后，根据实时跟踪流量数据，准确计算碧口、麒麟寺水库闸门开启流量大小，控制水库运行水位。

5 碧口、麒麟寺联合调度排沙
水库排沙是解决多泥沙河流泥沙淤积严重，通过合理有效的排沙措施，减轻泥沙对水库的淤积，增加水库的调蓄能力。

2010年8月8日凌晨，白龙江上游舟曲县因暴雨引发泥石流，舟曲县城白龙江段堵塞形成堰塞湖，经爆破疏理后，白龙江夹杂着大量泥沙的水流于9日8时许到达碧口水库，针对这一特殊情况碧口、麒麟寺水库进行了联合调度排沙，排沙过程中测得排沙洞最大含沙量120.18千克每立方米，平均含沙量23.12千克每立方米。

此次排沙调度有效地减轻了机组进水口拦污栅泥沙淤堵，确保了机组的安全稳定运行，大大地减小了机组水头损失，提高了机组发电效率。

为避免泥沙沉积麒麟寺水库，两库实施了联合排沙调度，有效地应对了舟曲泥石流对两库泥沙淤积的影响，同时也保证了机组安全运行。

6 结语
防洪安全是水库运行中的重大安全问题，必须要提高安全意识。

通过科学合理的调度，能够通过非工程措施减轻水库及下游地区的防洪压力，充分利用汛期雨洪资源，保证水库的安全经济运行。

参考文献：
[1]梅亚东.梯级水库优化调度的有后效性动态规划模型及应用[J].水科学进展，2000（02）.
[2]薛天柱.洪水演算方法在白龙江河段洪水预报中的应用研究[D].兰州大学，2013-05-01.
[3]李英海.梯级水电站群联合优化调度及其决策方法[D].华中科技大学，
2009-05-01.。