江垭水库动态调度研究.docVIP

汛限水位动态控制在江垭水库的运用 江垭水电站 刘世军、涂俊钦 1、水库概况 江垭水库位于湖南省慈利县澧水一级支流溇水中游，下距慈利县城57km。坝址控制集雨面积3711 km2。占水面积的73.5%，多年平均降雨量为1535 mm，多年平均流量132 m3/s，年径流量41.6 亿m3。 江垭水库是以防洪为主，兼有发电及灌溉等综合效益的工程。江垭水库总库容18.34亿m3，正常蓄水位236.0m，防洪限制水位210.6m，正常蓄水位以下预留防洪库容7.4亿m3，设计洪水位239.10m，核洪水位校242.70 m，库容系数0.28，属年调节水库。大坝加高3 m后，增加超蓄防洪库容1.15亿m3，特殊情况下考虑蓄水，总防洪库容增加为8.55亿m3。 电站装机300MW，设计水头80 m，多年平均发电量为7.56亿KW.h。江垭枢纽工程主要由大坝、地下发电厂房组成。大坝为全断面碾压混凝土重力坝，坝顶高程245.0m，最大坝高131m。在溢流坝段设有三孔中孔和四孔表孔。地下厂房布置在右岸山体内。工程于1995年7月正式动工，1999年底整个工程已全部完工，于2003年1月8日通过国家竣工验收，泄洪建筑物正常投入使用，三台机组投产发电。 江垭水库防洪设计标准为50年一遇洪水，当江垭来水不超过50年一遇的洪峰流量8470 m3/s，控制下泄不超过1700 m3/s，水库防洪调度方式按防洪高水位236 m控制，库水位在防洪高水位236 m以下，水库以确保下游安全进行调度，当水库水位超过236 m时，水库尽量开启泄洪闸门，直至洪峰流量过后，才视下游水情逐步腾空水库或关闭泄洪闸门蓄水。江垭水库的防洪任务主要是控制三江口洪峰流量不超过12000 m3/s。江垭水库在皂市和宜冲桥未建成前的防洪运用方式，采用错峰补偿调度方式。 2、动态调度方式提出 按照水利水电工程水利动能规范[2]第11条规定指出：“在满足大坝安全和不降低下游防洪标准的前提下，根据汛期洪水的规律，研究防洪库容和兴利库容重迭使用的可能性。”。如果江垭水库仍使用设计时年的防汛限制水位，这就使江垭水库整个汛期都按年最大设计洪水设防，经常处于超标准安全状态，而汛期一出现较大洪水就被迫弃水。江垭水库自2000年正常投运以来，在来水偏少的情况下，汛期出现大量泄洪弃水，而汛后又处于无水发电的尴尬境地，汛后水库的蓄满率仅为2%。 针对上述情况，江垭水库请湖南省水电设计院、湖南省水文水资源勘测局进行了分期洪水、汛期径流量分布研究，研究分析表明江垭水库洪水分期明显，汛期来水呈规律性。初汛期（4、5月）的洪水基本不能对水库防洪形成威胁。主汛期6~7月2个月来水占年径流总量的1/3强，因此主汛期把握蓄水时机， 在不影响工程防洪效用的前提下，在汛期中有可能在出现一场洪水后较长历时晴朗天气，采用“短历时超蓄、洪前预泄”方式拦蓄部分水量，是尽可能多利用主汛期水量，充分利用水资源，争取更好发电效益有效途径。 3、时段划分及控制水位确定 江垭水库汛期径流量从4月1日开始初步递增，5月份开始比4月份明显增加。6月中旬开始径流量有急剧增加，6月21日至7月21日来水量达到年高峰，占到汛期总水量的36.5%，8月份之后水量明显减少。江垭水库汛期各旬来水量百分比见表1。因此江垭水库汛期大致可以分为5月1日-6月20日、6月21日-7月31日、8月1日-9月30日 表1江垭水库汛期各旬来水量百分比（%）统计表 月 4 5 6 7 8 9 旬 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中 下 占汛期% 3.0 4.1 4.3 5.9 6.0 5.8 5.5 5.3 10.4 10.1 9.2 6.8 5.3 4.7 4.9 3.0 3.5 2.2 其调洪结果见表2。由表可见在初汛期（4、5月），在遭遇50年一遇的分期洪水时，库水位仅为225.24 m，离236 m的防洪高水位还相去甚远。同时从表3：江垭水库年最大洪水峰现机率表，也可以看出年最大洪水主要出现在6~7月。因此将4~5月的防汛限制水位可定在224 m，完全是可以满足工程本身和下游防汛要求。 表2 江垭水库分期洪水调洪计算成果表 月份 起调水位（m） 项目 频率 单位 0.02% 0.2% 0.5% 1% 2% 5% 4-5月 洪峰流量 M3/s 8440 6430 5620 5010 4380 3550 210.6 最高库水位 M 233.96 225.94 222.4 219.66 216.78 214.03 最大泄量 M3/s 1500 1500 1500 1500 1500 1500 220.0 最高库水位 M 240.31 233.26 229.95 227.62 225.24 222.8