梯级水库洪水预报调度与经济效益

龚绍勇(国电贵州电力有限公司 红枫水力发电厂，贵州 清镇 551417)

梯级水库洪水预报调度与经济效益

龚绍勇(国电贵州电力有限公司 红枫水力发电厂，贵州 清镇 551417)

为充分利用水资源，全面提高梯级水库的综合效益，依托洪水预报的准确性和可靠性，以猫跳河流域红枫梯级水库为例，详细阐述了提高梯级调度效益的措施，以充分发挥水情测报系统的作用，努力提高洪水预报和水库调度的质量。在确保水库安全运行并解决防洪与发电矛盾的同时，最大限度地拦蓄尾洪，取得了较好的经济效益。可供其他水库的洪水预报调度工作借鉴。

梯级水库;洪水预报;预报调度;经济效益

1 洪水预报的优势及必要性

目前，为提高电站发电经济效益和水量利用率，在确保水库安全运行的前提下，水利工作者尝试若干水库调度方式，并取得了较好的经济效益。这些都应归功于洪水预报的准确性和可靠性，其预报方案发挥着重要作用。

首先，及时、准确的洪水预报对防洪起决策性作用，可最大限度地减轻或消除洪水的危害，甚至可以变害为利。其次，洪水预报能提供梯级水电站的最佳调度方式，最大限度地提高水电站的安全程度和经济效益，在梯级水电站的水库调度中尤为重要。因此，历来受到政府、水利和水电部门的高度重视，为人民的生命财产和国民经济的发展做出了重要贡献。本文着重介绍红枫梯级水库洪水预报、水库调度在猫跳河流域的成功应用和取得的经济效益。

2 洪水预报调度措施与经济效益分析

2.1 猫跳河流域概况

猫跳河是贵州中部乌江南岸的一条支流,全长180余公里，是贵州水电开发最早且最为完整的一条河流，全程共7级开发。红枫水库是猫跳河梯级的龙头水库，流域面积为1 596m2，正常蓄水位为1 240m，对应库容为5.9亿m3，防洪限制水位为1 236m，防洪标准是百年设计、万年校核，水库具有不完全多年调节性能。二级百花水库具有年调节性能，库区与红枫尾水相接，区间面积仅300m2。三级修文电站以下各站，皆属日调节电站，几乎无调节库容，靠红枫、百花两大水库调节径流，汛期红枫、百花两大水库为下游电站错峰、削峰，保证下游水库大坝防洪安全。

2.2 提高梯级调度效益的措施

2.2.1 红枫、百花水库的水位控制运行

猫跳河梯级电站紧密相联，下游电站的库水接于上游电站的尾水，上游电站的出库即为下游电站的入库。只有运用梯级电站的联合调度，才能充分利用水力资源，以水定电，准确、合理地安排梯级电站的出力计划，减少不必要的弃水损失。通过合理控制梯级各电站的水库水位运行，使梯级电站的发电效益达到最大化。

猫跳河流域汛期为5～10月，集水面积虽不大，但因地形复杂，加之大气环流的影响，暴雨常呈条状分布，且因暴雨集中地地区不同，使洪水来源组合较为复杂，常出现复式洪峰。一次洪水历时一般5～7d，涨水历时9～36h不等，其洪量主要集中在2～3d。本流域的径流主要由降雨形成，故径流特性与降雨特性较为吻合。

经对红枫水库1960～2014年54a实测入库水量进行统计，红枫水库来水量主要集中在汛期的5～9月，约占全年的83.7%，而其中6～7月的来水量又占汛期的59.9%，是全年的50%以上。

针对该流域降雨、洪水集中的特性，对近年来红枫水库的汛前水位进行分析。在统计的54a中，6月弃水年有11次，占统计年份的20%，而在弃水年份中，汛前水位在1 234m以上的有8次之多。可以看出，在入库水量相近的情况下，红枫汛前水位越接近防限水位(1 236m)，其弃水的可能性越大。特别是6～7月，当来水量过于集中，已远远大于其调洪库容的情况下，则必须产生弃水。为减少红枫汛期弃水的概率，又能使机组处于最优运行状态，根据梯级各站水能利用效率计算，红枫电站汛前水位应降至1 231.8m较为合适，百花电站水位则可保持在防限水位，这样不影响出力，又可减少弃水，还能保证完成全厂的水能利用提高率、水量利用率等考核指标。

2.2.2 提高洪水预报的精度

红枫电站运行54a来，为贵州经济发展做出过重大贡献。然而20世纪90年代以前，还没有完全涉及洪水预报及预报模型，水库调度是以水库的汛限水位作为控制，仅利用了洪水的设计信息，导致红枫水库在汛期不敢蓄水、汛后无水可蓄的局面，浪费了水资源。经对1961～1989年的资料统计，红枫平均库水位仅1 233.24m。在主汛期(7月),该水库的平均库水位仅1 234.82m，低于防限水位(1 236.00m)1m以上，最高仅有2a达到1 238.5m。对整个梯级电站来说，龙头电站的水量损失就等于丧失了整个流域径流调节的基本功能，经济效益损失不可估量。

随着水情测报系统的建立和洪水预报技术的提高，提出了水库汛限水位动态控制的新理念及其综合推理模式，以及最优梯级水库调度方案的筛选模式。虽取得了较好的效果，但就洪水预报的准确率而言，仍存在较大差距。该流域洪水基本为暴雨所致，洪水组成较为复杂，尤其是近年来随着贵阳市及周边地区取水量的增加及流域内植被和大量土地功能的改变，进一步改变了流域内的水力和产汇流条件，增加了洪水预报的难度，是否可以发挥梯级水库联合调度的效果还是未知数。

为解决以上难题，发挥梯级水库联合调度、增创经济效益，就必须提高龙头水库的洪水预报准确率，并尽量延长预报时段。同时利用红枫龙头水库大库容的调节优势，竭力为下游电站拦截洪水，以增加区间水量的利用率。为此，根据政府部门提供的城乡建设数据，尝试加大洪水预报方案中直接产流部分的面积，将3层蒸散发计算改为2层计算，并修改了单位线，同时制定出梯级洪水的调度原则和方案，成效显著。2008～2014年间，共预报20场较大的洪水过程，洪水洪峰预报的平均精度达90%以上，方案确定性平均系数为0.91。在此基础上，采取拦截尾洪、为下游电站错峰调蓄等调度措施，结合中长期天气预报，在运用严格安全措施的前提下，红枫、百花两座水库运用短期超蓄、多开少放等方式，使洪水在梯级电站中得到充分利用。

2.3 经济效益

经统计，2008,2010,2012年和2014年汛期均运用了上述洪水预报调度方式，使红枫、百花两大调蓄水库增发电量达11.9亿kW·h，占这4a总发电量的37%以上，较好地解决了防洪与发电的矛盾，取得了良好的经济效益。

3 结 语

运用猫跳河梯级水库联合调度，使流域的水力资源得到充分合理利用，全面发挥梯级枢纽的综合效益。在防洪方面，充分利用龙头水库的防洪、调洪库容，对梯级水库进行补偿调节、错峰调度，减少洪水灾害；在发电方面，通过提高洪水预报的精度，梯级水库间相互补偿和调节，获得了整个梯级电站最大的发电效益；在设备方面，合理安排发电设备检修计划，降低检修成本，提高了企业的管理水平。

随着水库调度水平的日渐成熟，会产生更大效益。因此，必须继续做好洪水预报、水库调度工作，进一步论证分期防洪限制水位的设定和利用，减少弃水，并结合中长期天气预报，制定中长期水库调度方案，提高梯级水库的水能利用率。

(编辑：唐湘茜)

2015-04-09

龚绍勇，男，国电贵州电力有限公司红枫水力发电厂，工程师.

洪水预报

1006-0081(2015)04-0027-02

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