贵州猫跳河梯级水库防洪预报及调度
2015-04-06鲍优尧国电贵州电力有限公司红枫水力发电厂贵州清镇551417
鲍优尧(国电贵州电力有限公司 红枫水力发电厂，贵州 清镇 551417)
贵州猫跳河梯级水库防洪预报及调度
鲍优尧(国电贵州电力有限公司 红枫水力发电厂，贵州 清镇 551417)
猫跳河梯级水库由不同级别水库串联而成。为保证水库安全度汛，需做好洪水预报工作，并针对各级水库采取适当的防洪调度方案进行联合防洪。结合猫跳河梯级水库的实际情况，在有可靠洪水预报的前提下，采用防洪补偿调节与错峰调节并存的方式进行联合防洪调度，保证各水库的安全经济运行。
梯级水库;防洪预报;猫跳河水利枢纽
水库具有发电、供水、防洪、水产养殖、航运等多重功能。水库的安全度汛对其安全经济运行至关重要。猫跳河梯级水库为串联水库，其防洪工作不仅要考虑某个水库的安全度汛，还应进行联合防洪调度，防止对下游水库造成过大防洪压力，从而保证整个梯级水库的安全运行。
1 梯级水库概况
1.1 流域概况
猫跳河是贵州中部乌江南岸的一条支流,发源于安顺市境内，流经安顺、平坝、清镇、贵阳、修文等县(市)，于沙坡附近注入乌江，河流全长约180km，总落差549.6m，平均坡降3.04‰，流域集水面积3 195km2。
1.2 降水特性
猫跳河流域属亚热带季风气候区。降水在地区分布呈自上游向下游递减的趋势。暴雨以6、7月最多，持续时间多在1～2d，1d降水量主要集中在9～12h，短历时暴雨强度很大。
1.3 洪水特性
该流域集水面积虽不大但洪水组合情况较复杂，在红枫常出现复式洪峰。1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。
流域内洪枯流量相差大。如修文电厂水文站1959年6月26日至7月2日1次洪水总量达3.5亿m3，为该站多年平均径流量的27%，而洪峰流量1 740m3/s，为多年平均流量40.6m3/s的42.9倍。
1.4 开发简介
猫跳河梯级分6级开发，主要任务是发电，其中1、2级电站兼有灌溉、工业及城市供水及水产养殖等综合效益。各水库分布情况见图1。
2 梯级各水库优缺点
2.1 红枫水库
红枫水库是猫跳河梯级的龙头水库，总库容7.529亿m3,为不完全多年调节水库, 是猫跳河梯级水库水量调节的总枢纽,也是确保防洪安全的关键性工程。闸门原设计为卷扬机启闭，只能以全开或全关的方式进行调度，后改造为液压式启闭，可以进行开度控制运行。
库容大及溢洪闸门能开度控制运行是红枫水库在梯级联合防洪中最大的优点。库容大意味着可以多蓄水，在有可靠天气预报及洪水预报前提下,能采取完全关闸错开下游区间洪峰的方式为下游防洪。闸门能开度控制作用是指遇较大洪水时，红枫水库一旦关闸将不利于水库本身的安全,在这种情况下,通过闸门开启高度的大小控制好下泄流量，使之既能保证水库本身的安全又能减缓下游水库的防洪压力。
2.2 百花水库
百花水库是猫跳河梯级的第二大水库，总库容2.208亿m3，具有年调节性能,汛期可联合红枫水库削减洪峰流量,保证下游水库大坝安全。
该水库优点是库容不算太小，可联合红枫水库为下游电站错峰。其缺点是闸门只能全开或全关，无法采用开度控制运行。
2.3 修文及以下水库
修文及以下水库总库容均较小，最大的红岩水库库容为0.446亿m3,均为日调节水库(不含红林)，闸门不能进行开度控制运行。红林水库为无调节水库，大坝为自由溢流。
猫跳河梯级水库特征数据对比见表1。
3 防洪调度方式
(1) 防洪补偿调节。汛期承担下游防洪任务的水库，通过闸门逐渐启闭的方式，使其下泄流量与区间流量之总和等于下游允许安全泄量的调节,称之为防洪补偿调节。
(2) 错峰调节。承担着下游防洪任务的水库在区间汇流时间较短，无法按闸门开启高度控制下泄流量的情况下，而采取关闸错开区间洪峰的调节方式称为错峰调节。
4 流域洪水预报
4.1 流域分区及雨量站布置
猫跳河流域设有多个雨量或水位监测站点(包括七眼桥站、平寨站、东平站、黄猫村站、青鱼塘站、广顺站、麦翁站、红枫站、百花站、窄巷口站、红林站、修文站等)。各站点采集的数据通过GSM或VHF能及时准确地传送至红枫水情中心，为洪水预报以及实时调度提供可靠的数据保证。
4.2 洪水预报方案
4.2.1 产流计算模型
产流按蓄满产流单层模型计算，各单元区都采用同样参数：即Wm=100，b=1.0。产流量R的计算公式为
当A+PE≥Wmm时,则
R=PE-(Wm-W0)
当A+PE R=PE-(Wm-W0)+Wm(1- 式中,PE=P-E Wmm=Wm(b+1) A=Wmm[1-(1-W0/Wm)1/b+1] ;A为流域土壤含水量;PE指净雨;P为降水量;E为蒸发量；Wmm为最大蓄水容量；Wm指平均蓄水容量；W0为初始含水量;b为流域蓄水容量分布不均匀的参数。 4.2.2 汇流计算模型 猫跳河汇流采用新安江模型，即按汇流特性的不同，先将产流量划为地表径流和地下径流，分别进行汇流计算(单位线法)，然后叠加。 地表径流量Rs及地下径流量Rg按下式划分： 当PE≤Fc×Δt时,则 Rg=R Rs=0 当PE>Fc×Δt时,收 Rg=Fc×Δt Rs=R- Rg 式中，Fc为流动平均稳定入渗率,mm/h;Δt为计算时段，经综合分析,Fc=1.2。 4.2.3 预报精度 猫跳河梯级水库从建成运行至今，经历了多次大小洪水，随着测报系统的建立与完善，洪水预报精度逐步提高。据近几年的“洪水预报精度评定”结果(见表2)，红枫洪水预报平均合格率达89.4%，确定性系数平均达0.95,按规范可以评定为甲等预 注:QR>85.0%，DC>0.90,评定为甲级。 报。在如此精度洪水预报的保证下，红枫、百花水库可在洪水到来之前最大限度地腾空部分库容，从而提高水库的抗洪能力，增强防洪调度的预见性和主动性，为整个梯级联合防洪调度奠定了良好的基础。 在有可靠洪水预报的前提下,再结合水库实际情况,猫跳河梯级防洪可以采用以下调度方式： (1) 修文及以下水库为日调节或无调节性能，应结合天气预报，在洪水来临之前尽可能通过发电方式将水库库存水量下泄，腾空一部分库容； (2) 对于中小型洪水，红枫、百花应在保证自身水库安全运行的情况下，采用关闸错开区间洪峰的方式减少下游水库的防洪压力； (3) 对于大型洪水，各水库均开启闸门泄洪，在保证自身大坝安全的情况下，红枫采用防洪补偿调节的方式向百花水库泄洪，减轻百花及以下水库的防洪压力。 (编辑：陈紫薇) 2015-04-09 鲍优尧,男，国电贵州电力有限公司红枫水力发电厂,助理工程师. 1006-0081(2015)04-0029-03 P338.6 A
(A+PE)/Wmm)b+15 结 语
