玉龙喀什水利枢纽工程调度运行方式研究

吴 萌

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 工程概况

玉龙喀什水利枢纽坝型为混凝土面板堆石坝，水库正常蓄水位2170.00m，相应库容5.28亿m3，死水位2080.00m，死库容1.01亿m3，调节库容4.27亿m3，防洪限制水位2169.00m，防洪高水位2170.00m，防洪库容0.05亿m3，电站装机容量200MW，多年平均发电量5.14亿kW·h。玉龙喀什水利枢纽工程是一座与乌鲁瓦提水利枢纽联调，在满足塔里木河生态水量下泄要求的前提下，以生态输水、灌溉供水、防洪为主，兼顾发电的Ⅱ等大(2)型工程(见图1)。

图1 和田河流域控制性工程相对位置关系及不同断面水量节点示意图

2 综合利用任务对水库运行方式的要求

2.1 生态供水对水库运行方式的要求

通过乌鲁瓦提和玉龙喀什水利枢纽联合调度，使两支流坝址断面汛期6—9月联合下泄达到600m3/s，提高输水效率，减少河道损失，在确保向塔里木河生态供水9亿m3的前提下，满足下游综合用水需求。汛期生态调度水量要求通过电站机组下泄，剩余水量在水库水位允许闸门正常开启的情况下，首先开启2号深孔放空冲沙洞，其他泄洪建筑物开启顺序为1号深孔放空冲沙洞、中孔泄洪洞、表孔溢洪洞；泄水建筑物的泄流能力可以满足下泄塔河生态供水水量要求。

河道生态基流10月—次年1月、3月为8.0m3/s，2月为6.6m3/s，4—7月分别为10.77m3/s、26.20m3/s、43.25m3/s、34.27m3/s，8—9月为19.8m3/s。电站正常运行期间通过电站机组下泄，满足生态基流；电站非正常运用工况，可分别选择2号深孔放空冲沙洞、1号深孔放空冲沙洞、中孔泄洪洞、表孔溢洪洞满足生态基流下泄要求。

2.2 灌溉对水库运行方式的要求

根据和田河流域灌区灌溉用水要求，设计水平年2030年，需玉龙喀什水库在玉龙喀什引水渠首断面满足玉龙喀什地方灌区灌溉设计供水水量7.21亿m3，同时可满足向兵团预留水量1.10亿m3的要求，使灌溉用水保证率达到75%。

2.3 防洪对水库运行方式的要求

玉龙喀什水库设置防洪库容0.05亿m3，防洪库容运用时间为6—8月，水库坝址断面定泄流量为1125m3/s。汛期水库维持在汛限水位2169.00m运行，防洪允许泄量按其定泄流量控制；当水库水位高于防洪高水位2170.00m后，水库转为自保调度，按其泄流能力进行泄洪。水库防洪调度时仅开中孔泄洪洞和表孔溢洪洞，开启顺序为优先开表孔溢洪洞，其次为中孔泄洪洞。

2.4 电力系统对水库运行方式的要求

水库非汛期按灌溉用水要求下泄水量发电，汛期按生态供水及灌溉用水要求下泄水量发电，非灌溉供水期结合平原水库蓄水发电。

2.5 水库排沙对水库运行方式的要求

玉龙喀什水库入库泥沙主要集中在6—8月，其中7、8两月所占比重最大。通过泥沙淤积分析计算，主汛期 7月上中旬水库在排沙水位2165.00m排沙运行，7月下旬、8月上旬水库在死水位2080.00m排沙运行，6月及8月中、下旬排沙水位最高为汛限水位2169.00m，相机排沙运行。水库排沙运行在水库水位允许闸门正常开启的情况下，首先开启2号深孔放空冲沙洞，其他泄洪建筑物开启顺序为1号深孔放空冲沙洞、中孔泄洪洞、表孔溢洪洞。

3 水库调度运行目标与原则

3.1 水库调度运行目标

工程调度运行的目标为：在确保工程安全的前提下，合理进行水库运用与电站运行调度工作，实现工程的各项开发任务，力争工程综合利用效益最优。

3.2 水库调度运行原则

根据综合利用要求，水库调度运行应遵循的原则为：安全第一，统筹兼顾；生态优先；水库按灌溉需水过程调节供水，灌溉设计保证率75%；电调服从水调；利用生态及灌溉出库水量发电，使玉龙喀什河的水能资源得以合理利用。

4 水库调度运行方式及调度图拟定

4.1 水库调度运行方式

a.玉龙喀什水利枢纽与乌鲁瓦提水库联合调度运行方式。根据和田河流域控制性工程布局，玉龙喀什河上的玉龙喀什水利枢纽与喀拉喀什河上的乌鲁瓦提水利枢纽工程(已建)为和田河流域控制性工程，通过两库联合调度共同满足和田河下泄塔里木河生态供水要求。

为满足和田河多年平均向塔里木河生态供水9亿m3的目标，每年6—9月通过与乌鲁瓦提水库联合调度下泄生态水，根据乌鲁瓦提水库的出库过程，玉龙喀什水库进行生态凑泄。即当乌鲁瓦提水库出库流量小于120m3/s时，玉龙喀什水库按灌溉用水要求放水；当乌鲁瓦提水库出库流量大于120m3/s、小于480m3/s时，玉龙喀什水库根据乌鲁瓦提水库的出库过程补泄生态水，使两坝址断面集中下泄流量达到600m3/s；当乌鲁瓦提水库出库流量大于480m3/s时，玉龙喀什水库不补水。

b.玉龙喀什水利枢纽调度运行方式。根据综合利用要求，拟定水库运行方式为：每年6月按照生态供水要求蓄放水，水库最高水位不可超过汛限水位2169.00m，并按照生态下泄水量相机排沙；7月上旬、中旬降低水位至2165.00m，7月下旬、8月上旬死水位2080.00m排沙运行；8月中、下旬水库按照灌溉和生态供水要求蓄放水，水库最高水位不可超过汛限水位2169.00m，并按照生态下泄水量相机排沙；9月水库按照生态供水要求蓄放水，此时生态所需调节次数较少，水库以蓄水为主；10月—次年5月水库按照下游灌溉用水要求蓄放水。

按照上述拟定的水库运行方式，两水库联合调度，在满足塔里木河干流生态供水要求下，可保证灌溉、防洪、发电等综合利用要求。

4.2 水库调度图

经玉龙喀什水库坝址1957—2016年共60年长系列径流调节计算，通过对水库多年运行特性进行分析，确定玉龙喀什水利枢纽设计水平年水库调度线(见表1、表2)、玉龙喀什水利枢纽调度图(见图2)和玉龙喀什水利枢纽多年运行水位过程(见图3)，共分为三个区。各调度区调度原则及意义如下：

图2 玉龙喀什水利枢纽调度运行

图3 玉龙喀什水利枢纽多年运行水位过程

表1 玉龙喀什水利枢纽设计水平年调度线(6—9月各旬) 单位：m

表2 玉龙喀什水利枢纽设计水平年调度线(10—次年5月) 单位：m

a.防洪调度线。汛期6—8月汛限水位至防洪高水位2170.00m(正常蓄水位与防洪高水位相同)为I区，水库按照防洪任务运行调度，同时满足下泄塔河及灌区供水要求。其中控制7月上旬、中旬库水位为2165.00m，7月下旬、8月上旬库水位为2080.00m(与排沙水位相结合)，其他时段库水位不超过2169.00m(汛限水位)。

b.塔里木河干流生态供水调度。当乌鲁瓦提水库出库流量小于120m3/s时，玉龙喀什水库按灌溉用水要求放水；当乌鲁瓦提水库出库流量大于120m3/s、小于480m3/s时，玉龙喀什水库根据乌鲁瓦提水库的出库过程补泄生态水，使两坝址断面集中下泄流量达到600m3/s；当乌鲁瓦提水库出库流量大于480m3/s时，玉龙喀什水库不补水。

c.灌溉供水调度线。灌溉供水调度线以上为Ⅱ区，该区域为灌溉供水保证区，按照“枯减丰不增”的原则，该区域供水严格依据总量控制指标执行。灌溉供水调度线与死水位之间为Ⅲ区，为灌溉供水折减区，该区域对灌溉供水进行折减，以避免连续被破坏。

d.按照“电调服从水调”原则，利用生态及灌溉供水出库水量发电，枯水期可以进行日内调峰运行。

5 结 语

玉龙喀什水利枢纽工程按照调度图进行运行，设计水平年2030年，在满足向塔里木河干流生态供水9.0亿m3的要求下，为兵团预留水量1.10亿m3，并将和田河玉河灌区灌溉设计保证率提高至75.86%，完成灌区灌溉供水任务，同时还可以兼顾发电。因此，拟定的水库调度图是可行的。

在玉龙喀什水利枢纽60年长系列径流调节计算中，蓄至正常蓄水位2170.00m的年数为30年，蓄满率为50%，降至死水位2080.00m的年数为60年，7月下旬、8月上旬降至排沙水位2080.00m的年数为60年。