【精品硕博论文-水利水电工程】水库运行方式

戛洒江一级水库运行方式戛洒江一级水电站为红河（元江）干流河段的龙头水库，可研阶段推荐正常蓄水位675M，死水位640M，汛期排沙运行水位665M（6月8月），调节库容822108M3，库容系数0196，具有年调节能力，对下游梯级有较强的补偿调节作用。戛洒江一级水电站工程开发任务为以发电为主，兼顾下游综合用水要求，电站建成后可发展库区航运，促进地区旅游业的发展。年运行方式戛洒江一级水库的年运行方式主要从发电和保库防沙两方面考虑。戛洒江一级水电站坝址以上流域的水量沙量年内分配不均匀，水量和沙量的年内分配基本一致，水沙主要集中在汛期的6月10月，多年平均水量占全年的754，多年平均沙量占全年的942，其中6月9月来沙占全年来沙的824。考虑到电站坝址来沙主要集中在汛期的特点，确定戛洒江一级水电站汛期排沙运行水位6月8月低于正常蓄水位10M，9月份以后可抬高至正常蓄水位运行。故戛洒江一级水库正常运行的最高水位为正常蓄水位675M，最低水位为死水位640M，经分析1953年6月2006年5月53年636个月的逐月径流调节计算成果，水库多年平均运行水位为66476M。作为红河干流规划河段的龙头水库，水库的运行方式主要取决于与系统中其它水电站联合补偿调节的要求，具体年运行方式将由红河干流规划河段水电站群联合径流补偿调节的方式确定。当红河干流规划河段12级电站联合运行时，供水期一般由戛洒江一级水库先供水，其他梯级则尽可能维持在正常蓄水位附近运行；当戛洒江一级水库继续供水受到限制时（在供水期末可能出现该情况），则由其他调节性能相对较好的水电站供水。戛洒江一级水库投入后，对红河干流年内的天然来流过程进行重新分配，通过水库的调蓄使得枯期流量有所增加，汛期流量有所减少，年内汛、枯间出库流量差距较天然情况有所缩小。但由于戛洒江一级水库的调节性能有限，其各月平均出力依然呈现汛期大枯期小的现象。日运行方式戛洒江一级水库具有年调节能力，可根据系统负荷变化情况进行日调节，在系统负荷高峰时段，电站在系统中承担调峰任务，在系统负荷低谷时段，将视系统需要和下游用水要求调整电站出力（带部分基荷，单机容量的45为405MW，基荷流量为405M3/S）。水库日运行方式主要由日平均出力决定当日平均出力小于电站装机容量时，水库进行日调节，日调节时需保证电站出力不低于机组最小出力；汛期当日平均出力达到电站装机容量时，电站将满出力发电，承担系统基荷。水库多年运行特性按照戛洒江一级水电站选定的参数和初拟的水库调度规则，对戛洒江一级水库采用1953年6月2006年5月共53年的逐月径流系列进行了红河（元江）干流规划梯级联合补偿调节模拟运行，戛洒江一级水库具有如下多年运行特性（1）水位特性戛洒江一级水电站具有年调节能力，作为红河（元江）干流规划河段的龙头水库，水库消落对其下游各梯级的补偿效益有显著作用，但考虑到该河流泥沙问题较为严重，故汛期6月8月库水位通常在汛期排沙运行水位665M运行，9月份后抬至正常蓄水位675M附近运行；进入枯期后因水库供水而使库水位逐渐降低，一般至枯水期末，水库水位将消落到死水位640M附近。（2）水头特性戛洒江一级水电站正常发电时，电站月平均最大水头13386M，月平均最小水头9853M，出力加权平均水头12366M，汛期平均水位66558M，枯期平均水位66417M。戛洒江一级水电站枯期对其下游梯级进行径流补偿，枯水期水库水位逐步消落，至供水期末一般均消落到死水位附近，但受到汛期运行水位的限制，戛洒江一级水电站汛期平均水头略高于枯期平均水头。（3）出力特性戛洒江一级水库投入后，对年内的天然来流过程进行重新分配，通过水库的调蓄使得枯期流量有所增加，汛期流量有所减少，年内汛、枯间出库流量差距较天然情况有所缩小。但由于戛洒江一级水库的调节性能有限，其各月平均出力依然呈现汛期大枯期小的现象。表5101戛洒江一级水电站多年平均运行情况表月份出力（MW）水头（M）时段末水位（M）发电流量（M3/S）弃水流量（M3/S）入库流量（M3/S）发电量（108KWH）183313173671937274000549706080285512848667627764000385006244390412285660778587000260806602482311537652568277000186706010571510865647367551000401705217674110917653737802247137650541071664113896605316166202724612121448212311826649120820955934787154969169312633673751557623492810512361101985130876750017687385723535144921115191324167490133961495153541108512981132966740685940008194桥头水库运行方式桥头水电站工程开发任务为以发电为主，兼顾下游元江县城及农田防洪要求，电站建成后，为下游农田灌溉和城镇供水创造条件，并可发展库区航运，促进地区旅游业的发展。水库正常蓄水位450M，死水位440M，汛期运行水位446M。正常蓄水位对应库容284108M3，调节库容107108M3，库容系数0021，具有季调节能力。5111水库年运行方式桥头水电站水库正常运行的最高水位为正常蓄水位450M，汛期6月10月中旬则为汛期运行水位446M，最低水位为死水位440M。经分析1953年6月2006年5月53年636个月的逐月径流调节计算成果，由于受汛期运行水位的限制，水库多年平均运行水位为4472M。桥头水库年运行方式为汛期（6月10月中旬）维持在汛期运行水位446M，枯期则在正常蓄水位450M与死水位440M之间变化。从充分、合理利用水能资源角度考虑，桥头水库水位一般维持在较高水位运行较为有利。桥头水库投入后，对红河干流年内的天然来流过程进行重新分配，通过水库的调蓄使得枯期流量有所增加，汛期流量有所减少，年内汛、枯间出库流量差距较天然情况有所缩小。但由于桥头水库的调节性能有限，其各月平均出力依然呈现汛期大枯期小的现象。5112水库日运行方式桥头水库具有季调节能力，可根据系统负荷变化情况进行日调节，在系统负荷高峰时段，电站在系统中承担调峰任务，在系统负荷低谷时段，将视系统需要和下游用水要求调整电站出力。水库日运行方式主要由日平均出力决定当日平均出力小于电站装机容量时，水库进行日调节，日调节时需保证电站出力不低于机组最小出力；当日平均出力达到电站装机容量时，电站将满出力发电，承担系统基荷。根据红河干流梯级开发规划方案，桥头水电站承担元江县城的防洪任务，将县城防洪标准由20年一遇提高到50年一遇，将农田的防洪标准由10年一遇提高到20年一遇。遇20年一遇及以下洪水时，下泄流量不超过10年一遇天然洪峰流量3380M3/S，遇20年一遇50年一遇洪水时，下泄流量不超过20年一遇天然洪峰流量4670M3/S，超过50年一遇洪水时，按泄流能力下泄。大黑公水库运行方式初拟大黑公水电站开发任务主要为发电，不承担下游防洪任务，因此运行方式主要从发电调度、排沙调度及枢纽自身防洪安全调度三方面进行初拟，具体的运行方式初拟如下根据大黑公水电站可行性研究阶段设计报告，其调度原则为汛期6月10月中旬维持排沙水位336M运行，汛末水位逐渐蓄水至正常蓄水位340M，枯期按等出力调度，枯期末库水位消落至死水位320M，汛初逐渐回蓄至排沙水位336M运行。1）发电调度大黑公水电站为季调节电站，可根据系统需要调峰运行。为发挥大黑公水库的季调节性能，汛期维持在排沙水位运行，在汛末尽量蓄水至正常蓄水位340M；在枯水期，为获得比较稳定的枯期电量，水库可依据系统要求放水，至枯水期末水库消落至死水位320M；进入汛期后开始蓄水至排水水位。2）排沙调度当上游来水超过电站满发流量时，多余的弃水优先从排沙底孔泄流排沙。此外，当入库水沙形成异重流时，应及时开闸排沙。3）防洪调度当上游来水大于水库排沙水位对应的泄流能力时，水库所有泄洪闸和泄洪洞的闸门逐渐全部打开，让洪水自由下泄，水库进入自身防洪安全运行。洪水过后，当水位自由消落至排沙水位时，逐步下闸控制水位维持排沙水位运行。南沙水库运行方式当来水小于390M3/S时，水库按267M运行，来水量全部通过机组发电，并可根据系统的需要在保证泄放261M3/S的水生态基流进行调峰运行；当来水大于390M3/S小于700M3/S时，除电站满负荷运行外同时需开启排沙底孔泄水，库水位保持267M运行；当来水大于700M3/S小于1000M3/S时，水库逐步加大泄量，降低水库水位；当入库流量大于等于1000M3/S时，水库水位降至255M进行冲沙，水库控制下泄量。元阳县新县城南沙防洪堤目前正在按30年一遇的防洪标准进行加固，当天然来水小于6320M3/S30年一遇洪峰流量时，水库应控制下泄量不大于6320M3/S。在入库流量大于8297M3/S时，泄洪建筑物完全敞泄，水库水位开始雍高，200年一遇设计洪水10600M3/S最高库水位为26884M，1000年一遇校核洪水14500M3/S最高库水位为27290M，峰后库水位回落至267M时，水库开绐控制下泄量，使水库水位维持在正常蓄水位267M运行。马堵山水库运行方式和推荐方案多年运行特性53101方案比选阶段水库运行方式红河属于多沙河流，在运行方式设计中需考虑水库排沙。根据红河大水多沙、小水少沙的水沙特性，同时结合上游已建梯级南沙电站在流量大于1000M3/S时将库水位降至排沙水位255M的运行方式，为取得两库联合运用同步排沙效果较好，马堵山采用预报预泄的运行方式，在入库流量大于1000M3/S时将水库水位降至排沙水位运行。根据水情预报能够提供的16H预见期，在正常蓄水位比选、死水位比选、排沙水位比选、装机容量比选、机组参数比选以及引水隧洞洞径选择等阶段拟定的水库运行方式为马堵山水库汛期水位蓄至正常蓄水位，当预报16H后流量不大于1000M3/S时，水库按正常蓄水位运行，在下游新街梯级建成前，根据系统的需要在保证泄放不低于302M3/S的水生态基流前提下进行调峰运行（下游梯级建成后，生态基流由下游梯级承担，马堵山可按其最有利的调峰运行方式进行调度）。汛期当预报16H后马堵山坝址流量大于1000M3/S并有继续上涨趋势时，水库开始均匀加大泄量至3040M3/S降低水位，直到坝前水位降至排沙水位，进入排沙运用。当来水量继续增加但小于5955M3/S时，水库保持排沙水位运行，与南沙同步进行排沙运用。当来水量大于5955M3/S时，水库转入防洪调度进入保坝兼排沙运行。洪水退水至1000M3/S时，水库在保持下泄不低于302M3/S的水生态基流的前提下开始回蓄至正常蓄水位。为发挥马堵山水库的调节能力，汛末蓄至正常蓄水位。在枯水期，为获得比较稳定的枯季电量，水库均匀放水，至枯水期末消落至死水位。根据上述运行方式，进行水库回水及泥沙冲淤分析计算，在考虑淤积20年的床面上确定的正常蓄水位217M方案水库土地征用线及人口迁安线见表532。表532马堵山坝址水库淤积回水及征用线成果表1000M3/S3040M3/S（20）5710M3/S（5）断面距离（KM）天然回水天然回水天然回水土地征用线人口迁安线上坝址01472321700152362110015706211002175021800马42131503221700155032110015952211012175021800马53961520021700156892110116139211022175021800马65641534721700158512110116306211032175021800马76361539621700159152110116378211042175021800马8821557021700160812110116546211052175021800马99711573421701162082110416707211132175021800马1010421584921701162752110416746211132175021800马1113321612221701165652110416992211152175021800马1215571632021701167652110517184211162175021800马1317581664421701170722110517467211182175021800马1419741691321701173902110617804211212175021800马1521381710521701175862110918019211312175021800马1623611757321701179442111218311211412175021800马1726531809721702184362115018759212582175021800马1827971823221703186032116618935213022175021800马1929751836221703187672117319121213222175021800马2032411890021705192402122019564214242175021800马2135011950921706198822126820197215022175021800马2237791993621709202672138920575216482175021800马2339782015021712204762144120782217262175021800马2441782035721719207292154721020218582175021858马25442061221722208562160721110219032175021903马2645412072921725209952165321245219542175021954马2747612098121734212692173521513220402175022040马2849592127721746215802182321831221332182322133马295322150521772218432195922131222912195922291马3055432177621864220472208422311223792208422379南沙大桥56332182221889221012213222370224022213222402排沙河口57262191021946221902219322458224702219322470南沙坝址58462203922056223552261953102推荐方案水库运行方式按上述水库运行方式调度运行时，马堵山水库腾空库容过程中预泄流量最大值达到5年一遇的洪水标准。关于该调度方式，审查单位认为按照预报预泄方式突破了规范的有关要求，尤其发生小于5年一遇以下的小洪水时，水库腾空库容过程中加大泄量至5年一遇洪水量级所产生的人造洪水可能对下游沿岸产生不利影响，在工程设计阶段允许的预泄流量应控制在不大于本场洪水预见期的最大流量，以确保水库汛期调度运行不产生人造洪水。基于以上缘由，需对方案比选阶段提出的运行方式进行适当调整，提出满足可行性研究设计阶段的水库排沙运行方式。由于上游南沙水库是采用预泄的排沙运行方式，按上述预泄流量约束条件，则没有留给马堵山按临时预泄降低水位运行的机会，因此，针对推荐方案需进一步研究马堵山在汛期按固定排沙水位运行的排沙调度方案。A）运行方式设计遵循的原则红河属于多沙河流，马堵山水库天然入库含沙量较高，为长期保持有效库容需考虑汛期降低水位排沙。根据马堵山已经确定的水库淹没线，需充分考虑对坝址上、下游沿岸生产生活可能造成的影响，马堵山排沙运行方式设计需遵循以下原则1）不突破已经确定的水库淹没线2006年6月我公司完成马堵山水库淹没实物指标调查，2006年6月完成可行性研究报告（初稿），2006年12月根据可研初稿的咨询意见编制完成了马堵山水电站可行性研究阶段建设征地及移民安置规划专题报告（送审稿），2007年1月31日2月2日云南省移民开发局委托云南移民开发技术服务中心在昆明对专题报告进行审查。根据国务院第471号令要求、依据专题报告审查意见和要求，2007年3月5月，对实物指标进行认可和公示，对农村移民安置方案在听取移民意见的基础上进行了优化调整、深化设计，2007年7月完成马堵山水电站可行性研究阶段建设征地移民安置规划报告（审定本）；2007年7月根据国务院第471号令补充编制马堵山水电站建设征地移民安置规划大纲（审定本）。2007年3月6日在红河州政府会议室召开协调、安排工作会议，会后红河州移民开发局及涉及县（市）、乡（镇）政府和职能部门、项目法人等，积极抽调、组织参加现场工作的干部、工作人员，根据本阶段工作范围、工作内容等具体情况，共组成6个现场工作小组开展水库淹没实物指标复核调查及分解认可公示工作。2007年5月完成实物指标认可和公示，并由地方政府出具了关于认可马堵山水电站库区淹没实物指标的函。据此，运行方式设计不允许突破已经确认的淹没范围。2）不影响库区元阳县城防洪能力马堵山库区有元阳县城，现状已按30年一遇设防，马堵山在汛期的调度运行方式不允许影响到元阳县城的防洪能力。3）汛期水库运用下泄流量不超过同场洪水的最大洪峰流量在洪水期，为避免水库在临时降低水位运行时产生的泄量对下游产生不利影响，水库运用下泄流量不得超过该次洪水的最大洪峰流量。4）考虑上游南沙梯级出库水沙条件上游南沙水电站计划在2007年12月底投产发电，故马堵山的运行方式设计