玛河流域水库运行现状及优化调度策略探讨

吴文新

（新疆玛纳斯河流域管理处　新疆　石河子　832000）



玛河流域水库运行现状及优化调度策略探讨

吴文新

（新疆玛纳斯河流域管理处新疆石河子832000）

摘要水库作为水利工程中的重要组成部分，在防洪蓄水、发电、灌溉等方面发挥着积极作用。因此，水库的运行与管理关系到当地工农业生产，以及经济社会的发展。文章针对新疆地区玛纳斯河流域的特殊性，通过对水文资料的分析整理，分析该流域水库（如石门子水库、大泉沟水库等）的运行现状，总结其中存在的问题，探究对其进行优化调度的对策，从而达到使枢纽发挥最大的综合效益的目的。

关键词优化调度；水库；玛纳斯河

水资源是制约区域经济社会发展的重要因素之一。水库作为水利的重要工程措施之一，通过水库优化调度，可以解决各用水部门之间的矛盾，经济合理地利用水资源及水能资源。同时，开展水库的优化调度研究工作，可以提高水库的管理水平，几乎在不增加任何额外投资的条件下，便可获得显著的经济效益。基于此，笔者结合工作实践体会，就玛河流域水库运行现状及优化调度策略作如下探讨。

1　优化玛河流域水库调度的重要意义

1.1水库的基本功能概述

在山谷、河道或低洼地区用挡水或泄水等水工建筑物形成的人工水域被称为水库。常用的挡水建筑物有坝、堤和水闸。水库的功能主要在于调节径流、集中落差和调整上游回水区内水面比降，可以用来防洪、提供城镇居民用水、农作物灌溉、水力发电或改善航运条件、发展养殖、旅游和改善环境等。

1.2玛河流域水库在促进新疆地区发展中的作用

新疆是一个干旱少雨的地区，玛纳斯河流域全年降水量235mm.广大灌区的工农业用水主要来自天山山区的雪水。在这样一个背景下如何更好地优化水资源的调度，加快玛纳斯河流域经济更快更好的发展，意义深远。

玛纳斯河全年来水量13亿m3/s。从每年4月来水量开始增加，到6月进入洪水期，9月中旬以后水量逐渐减少进入枯水期。夏季的来水量占全年来水量的90%以上，枯水期与丰水期界限分明，如何平衡两者之间的矛盾，更有效率的蓄水放水一直是我们不断研究的课题。

特别是全球气候变暖的趋势下，2010年以后玛纳斯河年内径流、年际差别越来越大，加之社会发展对水资源的需求不断加大，以及冬季冰凌、水污染等问题。进一步凸显出优化水库调度的重要战略意义。我们必须改变将水库调度的功能单一地定位为防洪调度的观念，要优化水库调度体制，加强防洪安全保障、优化资源配置，发挥出水库的综合效益，保证地区经济的可持续发展。

2　玛河流域水文特征及对水库调度的影响分析

2.15月～7月汛期水文特征及对水库调度的影响

玛纳斯河流域水库汛期通常为5月～7月，年内最大洪水集中发生在5月～9月。洪峰源于上游山区的融雪水与夏季暴雨引起的洪水叠加而形成的混合型洪水，主要以融雪水为主。每年5月以后，随着天气日渐转暖，上游来水量逐渐增大，水库水位下降趋势减缓并转为逐渐回升。从3、4月份开始山区以及河道内积雪开始融化，水中携带大量泥沙，这时的水质太差大多为红色或暗黑色。这一时段具有两个特征：一是泥沙含量太大，造成淤积，泥沙淤积长期以来一直是该流域水库面临的一个严峻问题。昌吉州的头屯河水库就是由于淤积，造成水库的半瘫痪状态。玛河的各个水库一直积极采取办法，利用各种方法来进行排沙，效果显著；二是来水随机性大。我们把3、4月份的突发性来水叫“二流子水”，这一时段，总水量不大但是水头较高，具有一定的危害性，需要在工作中谨慎运行。这一时期，下游开始春灌用水。具体调度过程是，当上游来水量大于下游需水流量时，下泄流量按下游用水要求进行控制；当上游来水量小于下游需水流量时，加强与下游用水单位联系，实施科学调度，满足下游供水。

2.26月～9月主汛期水文特征及对水库调度的影响

通常6月中旬～9月上旬为主汛期，这一时段的主要特征有以下两个方面：1大量漂浮物。玛河原始河道周围有大量的植被和树木，遇到水量较大时期，在洪水淹没地区，会有大量的树木随着洪水冲下来。经常会造成水库泄洪道阻塞，同时对水工建筑物造成损害。与春季相比，主汛期来水量大并且持续时间长，相应携带的泥沙量也大。这一时段相应加大了泥沙的测验任务，根据泥沙量的变化进行排沙。2洪峰主要集中时期。6月～9月是来水量较为集中的时期，对于水库的洪水预报、防洪调度都是一个严峻的考验。主汛期过后上游水量逐渐减小，到了11月中旬水库开始结冰，上游开始出现冰凌。这一时段开始了冬季运行。总的来说冬季运行相比较夏季较为平缓。

3　玛河流域水库现阶段调度存在的问题及优化策略

3.1玛河流域水库现阶段调度存在的问题分析

由于全球气候变暖，加上环境污染越来越严重，使得恶劣的天气经常出现，近年来玛纳斯河流域径流量年内、年际差别明显增大，出现了防洪、发电、灌溉、以及生态用水等诸多矛盾。这几年通过重新调整治水思路和防洪理念，玛河流域在方案制定、信息资源整合、调度机制方面积累了丰富的经验，但也存在一些问题与不足，表现在以下几个方面：

3.1.1洪水预报精度差

玛纳斯河流域洪水预报主要有自治区水文局提供。目前，在全流域方面，对雨水情况监测的网络整体上还不是很完善，技术设备难以跟上导致对洪水的预报不够精准，其预测日期不能满足实际要求。并且，在玛纳斯河流域内的水库缺乏健全的调度机制，大都只能根据坝前水位进行调度，具有很大的随意性，洪水过程往往存在流量跳跃式增减，不易预测和掌握，极大地增加了洪水预报的难度。

3.1.2水库工程性能差，容量较小

目前，玛纳斯河流域已建成库容在1.0 亿m3以上的大型水库1座（大泉沟水库），1000万m3至0.9亿m3有3座.正在建造的肯斯瓦特水库超过1.0亿m3以上。玛河下游的水库大多建造于上个世纪50年代，大多已经运行了半个世纪，工程严重老化，水工建筑物工作能力、水库的容量已经不能适应现代工农业的发展要求。突出表现为：一是水库装机型号和规模不满足调度需求。二是工程泄流设施操作灵活性差。三是水库下游河道泄洪不畅。这一现状不利于水库进行正常调度。

3.1.3工程业主多元化协调困难

经过不断开发流域梯级和改进水管体制，玛纳斯河流域的业主和主管部门更加多元化，使得矛盾加剧。各水库、电站所属的部门都不相同，并且没有合理的协调措施，使得在调度过程中，各部门因为自身的利益而协调不畅。

3.2玛河流域水库优化调度的对策与建议

水库优化调度的研究是一个多阶段决策过程，是在常规调度和系统工程的一些优化理论及技术的基础上发展起来的。根据玛纳斯河流域水库调度的具体情况，为了保证水库调度体制完善、资源利用高效，笔者认为，在以后的工作中，可从以下几方面开展工作来优化调度：

3.2.1提高预测预报水平

迅速精准地获得实时信息，并进行趋势预测，才能制定出合理的调度方案，保证调度的效果。目前应站在全流域的层面，加强三个方面的工作：一是在水文局目前的监测站点为前提，整合信息资源，确保信息的代表性、及时性和安全性。二是在条件允许的情况下积极开发流域洪水预报、调度系统，建立流域洪水调度决策平台。三是切实加强信息资源的共享，同时，要重点研究气象和水文预报技术，提高预报成果质量。

3.2.2加强工程措施建设

优质的工程设施是实现水库科学调度的物质前提。当前水库工程比较陈旧，设备年代久远，不符合新时期的调度要求，所以要加强对工程治理的改造：首先，要对水库设施进行更新和改造，注重闸门启闭设备的保养，以保证设备可以有效运作并实现灵活操控；其次，要加强河道的整治工作，加强河道的泄洪能力。

3.2.3强化协调机制

近年来，通过总结水库的调度经验，我们改进了水库的调度方案，获得了显著的成果，如玛河上游石门子水库2008年实施动态控制以来，水库连续4年年度水量利用率都达95%以上。在今后的工作中应当继续优化调度方案，在确保防洪安全的前提下，统筹水库汛末蓄水要求，强化水资源调度研究。由于水库的调度涉及面比较广泛，为了保证调度决策正确可行，增强调度效益，就要建立完善的水库调度协调体系。重点是要加强民主机制，多采纳防汛、气象等各部门的建议，并在防汛部门实行的调度方案为前提，加强实时调度，加强水力资源的利用。

4　结束语

综上，对于水库优化调度方案的研究，国内外有很多的文章进行了阐述，仁者见仁智者见智。不同的地区不同的水库肯定会有不同的优化调度方案。本文对玛纳斯河流域水库调度现状进行了分析，进而提出要强化水资源时空调配，提高水资源综合利用水平的具体对策。以希望在确保防洪安全的前提下，最大限度地发挥水库的综合利用效益，对水资源的合理利用具有一定的参考意义。陕西水利

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（责任编辑：阙嘉雯）

中图分类号：TV62

文献标识码：A