水库洪水资源优化利用方式浅谈

林家辉

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722117

摘要：本文主要根据水口水库工程实际状况和流域水文规律，在不违反原设计原则的前提下，从次洪洪前发电预腾库、退水段拦蓄洪尾水量、主雨季末适时回蓄库水位等调度运用方式，对洪水资源优化利用成效进行了分析讨论，可供实际运行时参考。

关键词：洪水资源；优化利用；水口水库

1 流域工程概况

水口电站位于闽江干流河段，总装机容量140万kW。水库正常蓄水位65.0m，汛限水位61.0m，死水位55.0m，库容系数1.4%，设计平均水量利用率80.7%。坝址多年平均流量1728m3/s，主汛期4～7月占年径流总量的63.5%，径流甚为集中。

流域洪水多频繁发生于3～9月，过程约5～7天，其中3～6月常由锋面雨造成，7～9月由台风雨造成。水情测报系统于1994年建成投运，同时常年委托气象部门提供天气预报服务，预报条件较好。

2 分析探讨

2.1 洪前发电预腾库调度

水口水库调节性能差，入流丰枯变化大，单纯依据调度图进行调度常造成洪水期大量弃水，水量没能得到最优利用。实际调度中，可在遵循调度图设计调度原则的前提下，按不同时期的径流规律定出水位运行控制区间，积极依据水文气象预报资料，实施次洪来临前的发电预腾库调度，提高兴利库容的复蓄次数与洪水资源的利用程度。

应用水文气象预报进行洪前发电预腾库调度，主要是根据洪水预报、短期降水预报等信息进行水库控制运用，即当预计未来时间内来水较丰大于满发流量而面临时段库水位又较高时，适时加大发电提前消落水位，腾出库容拦蓄洪水，充分利用洪水多发电量。

受预报预见期和预报精度等因素的制约，目前应用水文气象预报进行电力优化调度，通常难以全部利用水库有效库容拦洪，洪水期弃水仍较多，仍须寻求其它措施对水库的发蓄运行方式继续进行优化。由于水库洪水发生频繁，来量大，季节性明显，其提前加大发电消落水位至一定高程所多发的电量在一定时间内可以抵偿水头变小引起的电量损失，只要在这个特定时间内由洪水回蓄至各分期蓄水位，就能达到节水多发电量的目的。经分析计算，水库在大汛期5～6月提前发电腾库至570～58.0m、汛期其余时间提前发电腾库1～2m等待洪水回蓄，仍有较明显的洪水资源优化利用效果，并增加多数洪水的临时防洪库容，兼顾了防洪需要。

近年来的调度实践中，该措施得到了很好利用。如“20150520”洪水，水库洪前适时发电腾库至56.48m，拦洪回蓄到61.75m，利用汛限61.0m以下的兴利库容拦蓄洪水3.87亿m3，实现节水增发电量约3950万kW·h。多年运行资料表明，依靠发电预腾库提高复蓄次数的方法，年均可增发电量约1.5亿kW·h。

利用该措施进行调度，当遇到预报偏大时，应及时修正发电计划回蓄水位，防止水库长时间的低水位运行。

2.2 退水段拦蓄洪尾调度

水口水库是典型狭长河道型水库，洪水期库区落差较大，末端水位主要由入库流量大小决定；抬高坝前水位对库区末端回水影响相对较小，且可由入库流量的减少得到相应抵偿。设计规定，主汛期正常运行时，50%、5%、2%、1%洪水的坝前最高调洪水位，应分别不高于61.00 m、61.75m、62.6m、63.3m，以保证库区农田、村镇、南平市中心、外福铁路在各自防洪标准下不受淹没；同时，不得增加下游的防洪负担。因此，在保证防洪安全的前提下，次洪退水段适时利用部份防洪兴利两用库容拦蓄洪尾水量，短时间内通过加大发电消落水位，具有很好的洪水资源优化利用效果。

经回水计算，水库主汛期出现下表所列的各入库流量时，中小洪水坝前水位即使超过61.0m，而不高于表中相应允许最高水位时，库区防洪仍然是安全的，当然坝前水位越低越安全，这就为利用61.0～65.0m之间的部份防洪兴利共用库容拦蓄无后续降雨的次洪洪尾水量提供了可能。

近年来，在福建省防指的大力支持下，水口水库实施次洪退水段拦蓄洪尾调度，亦取得了很好的洪水资源效果。如在2015年主汛期的5場洪水退水段，分别将库水位回蓄至61.75m、61.76m、62.5m、64.04m、63.89m，共有效利用汛限610m以上库容拦蓄洪水水量8.28亿m3，实现增发电量约1.13亿kW·h。

实施次洪退水段拦蓄洪尾调度，应考虑防洪风险，即必须在下一场洪水到来之前，及时将库水位消落至汛限61.0m以下，保证度汛安全。

2.3 主雨季末适时回蓄库水位

按设计规定，主汛期过后的8月初，水口水库从汛限610m回蓄至正常高水位65.0m，需用水3.8亿m3。由于闽江洪水主要集中在主汛期，8月洪水较少，此时回蓄一般靠减少发电用水来实现，如能结合天气预报，于主汛末雨季末，在保证防洪安全的前提下，拦截最后一场洪水水量，适时提前将库水位回蓄至65.0m，是一种理想的运行方式。考虑到提前回蓄存在一定的防洪安全风险，也可分档实施，先回蓄库水位到63.0m附近。

近年来，在省防指等上级主管部门的大力支持下，水库利用主汛末最后一场洪水的回蓄调度，都取得了很好的雨洪资源利用效果。特别是“20120625”洪水，洪峰流量16600m3/s，弃水21.27亿m3，洪尾段通过满发余水回蓄水位至64.6m，利用汛限61.0m以上库容多蓄水量3.40亿m3，实现增发电量约0.6亿kW·h。

水库提前回蓄后，若预报仍将发生洪水时，应及时预泄“预蓄”的水量，腾出库容迎接洪水，确保安全渡汛。

3 结语

本文主要依据水口工程实际状况及设计原则，结合多年的调度实践，分别从洪前发电预腾库、退水段拦蓄洪尾水量、主雨季末适时回蓄库水位等调度运用方式，对洪水资源优化利用成效进行了分析探讨。研究表明，水口水库采用上述方式进行调度，具有明显的洪水资源化效果，但同时必须控制可能产生的风险，留有安全余度。