白水江二级运行期防洪调度

1、防洪调度方案1.1 工程位置及任务1.1.1 工程位置白水江二级水电站工程位于云南省盐津县庙坝乡境内横江右岸一级支流白水江上，距盐津县城29km,距昭通市161km,距昆明市544km。内昆铁路沿横江右岸通过，盐津转运站距二级电站19km,对外交通十分方便。1.1.2 工程任务及规模根据白水江梯级水电站规划报告，对彝良县牛街镇至盐津县柿子乡两河口汇口河段分三级开发，开发的唯一目标是水力发电。白水江二级水电站正常蓄水位498.0m,装机容量15MW,保证出力4500kW,多年平均发电量785仍kWh,装机年利用小时为5236h;电站建成后将改善盐津县的供电紧张局面，有利于促进当地冶炼工业的发展，

2、对全县工农业生产和国民经济发展起到重要作用。1.2 设计过程2003年5月，昆明市水利水电勘测设计院受云南中大盐津发电有限公司的委托对白水江下游河段进行水电开发梯级规划，于2003年9月15日提出了云南省盐津县白水江梯级规划报告2003年10月20日昭通市发展计划委员会组织市内专家对规划报告进行了审查，同意规划报告。在规划报告提出之后，云南中大盐津发电有限公司于2003年9月20日委托赣州市水利电力勘测设计院进行白水江一级电站可行性研究报告的编制工作，于2004年2月编制完成了白水江一级电站可行性研究报告。200件9月，云南省发展和改革委员会对白水江一级水电站可行性研究报告进行了批复，随后，云

3、南省曲靖市水利电力勘测设计研究院进行工程的招标设计和施工图设计工作。2004年12月20日，白水江一级水电站工程正式开工建设。2005年11月，由浙江省水利水电勘测设计院（以下简称我院）接手施工图的设计工作，于2007年6月完成全部施工图。白水江一级水电站工程于200弭1月通过了云南省水利水电勘测设计研究院组织的蓄水安全鉴定，2008年4月通过了昭通市发展与改革委员会组织的下闸蓄水验收。目前，工程已下闸蓄水、并网发电，运转正常。受业主委托，我院提出白水江一级水电站运行期防洪调度操作原则，以满足业主今后运行防洪调度操作要求。1.3 编制依据本防洪调度报告依据国家有关法律法规，并综合考虑了有关技术

4、规范、规程要求，以下文件为具体编制依据：1）中华人民共和国水法（200浑10月1日起施行）2）中华人民共和国防洪法（中华人民共和国主席令第88号，1998年1月1日起施行）3）中华人民共和国防汛条例（199浑7月2日国务院第86号令发布施行，200眸修订）4）水库大坝安全管理条例（1991年3月22日国务院发布施行）5）水电站大坝运行安全管理规定（国家电力监管委员会200侔3号令）6）中华人民共和国国家标准防洪标准（GB50201-947）我院编制完成的白水江一级水电站工程蓄水验收设计工作报告8）其它相关法律、法规、规程、规范。2水文1.1.2.1 流域概况白水江是金沙江下游支流横江右岸的一级

5、支流，发源于贵州省赫章县毛姑村，跨镇雄、威信、彝良、盐津四县，流经罗坎、落旺、牛街，在庙坝入盐津县境，于柿子乡两河口汇入关河（汇口以下始称横江）。白水江河长128km,流域面积3710km2,河道比降13.76%。白水江自彝良牛街水文站盐津柿子乡两河口汇口河长37.9km,落差96.97m,流域平均比降2.56%。；在盐津县境内（包括2.6km长界河：花果河口金梢子沟口河段）河长34.0km,落差85.0m,平均比降2.50%。白水江流域地势南、东南高，北、北西低，山脉延伸与河流走向一致。流域最高点海拔2173.6m（轿顶山），最低点海拔450m（柿子两河口），高差1723.6m。流域区位于四

6、川盆地与云贵高原过渡带北侧，属构造侵蚀或溶蚀中切割高山峡谷地貌。流域内植被以落、阔叶林及云南松为主。由于气候湿润，植被较好，多属轻度土壤侵蚀区。但局部地方山坡陡峻，毁林开荒造成土层裸露，加之单点暴雨较多、较大，形成水土流失严重。1.2.2.1 气象距设计流域较近的国家基本气象站有：盐津、彝良站，其主要气象特征值统计见表2-1。由于流域位于低纬度、海拔高差相对较大地区，又处于云南高原到四川盆地边缘的过渡地带，地形复杂，因此立体气候明显。在云南省年降水地区划分上属多雨区，表现为降水量大，蒸发量小。多年平均降水量在1000mm1400mm之间，流域北部边缘高达2200mm。流域上游威信一带降水量相对

7、较小，多年平均降水量在800mm1400mm之间；河流左岸，流域南部，多年平均降雨量在1000mm1600mm之间；河流右岸，流域北部边缘，多年平均降水量在1200mm2200mm之间，降水量丰沛。受西南季风的影响，降水季节性强，一般6月10月为雨季，降水量占全年的约80%。由于受昆明准静止锋的影响，11月次年5月常有阴雨天气出现，该期间降水量较其它流域相对较多，形成夏雨春湿、上游高寒的气候特点。流域暴雨主要集中在6月9月，尤以7、8月份出现次数为多。流域所处的位置是北方冷空气侵入云南的通道地带，随北方冷空气南侵，往往将汇集于四川盆地边缘的湿润空气南推移至流域迎风坡，形成横江流域湿润空气强烈抬

8、升，造成暴雨，其最大一日暴雨量在150mmr200mm之间。流域总体属暖温带季风气候，平均气温12C；下游河谷地区属亚热带季风气候，平均气温19C。表2-1盐津、彝良气象站主要气象特征统计表站名高程(m)年平均降水量(mm)年平均蒸发量(mm)年平均气温(C)最大一日W*(mm)极如取高气温(C)极如取低气温(C)盐津484.31167107217.219941.8-2.5彝良880.4775169516.914740.5-3.71.3.2.1 水文基本资料横江流域设有横江、豆沙关、马路村、牛街等水文站。这些站均为国家基本水文测站，多建于五、六十年代，观测系列较长，资料条件较好。本次主要利用横

9、江、豆沙关、牛街三个水文站作为设计参证站。水文测站概况见表2-2。表2-2水文测站一览表站名河名流域面积,，2、(km)资料年限观测项目横江横江147811956-1992水位、流量、泥沙、降水豆沙关关河94101958-2002水位、流量、泥沙、降水牛街白水江28381958-2007水位、流量、泥沙、降水马路村洛泽河44931959-1988水位、流量、降水1.4.2.1 洪水1 洪水特性流域洪水由暴雨形成，年洪水与暴雨在时间和平面上的分布基本一致。年最大洪水5月9月均有出现，而以7、8及6月份出现次数最多,牛街站年最大洪水各月发生的频次数见表2-3。表2-3牛街、横江站年最大洪水各月发生

10、频次统计表月份5678910全年牛街次数21115172047%4.227.431.936.24.30100横江次数0716113037%018.943.229.78.101001 设计洪水1.4 历史洪水坝址洪水计算的主要参证站为牛街站。本次计算采用的牛街站历史洪水成果见表2-4表2-4牛街站历史洪水成果表年份19311946水位（m）18.2516.38流里:(m/s)583045401.4 参证站设计洪水本工程可行性研究阶段选用牛街水文站19592002年实测年最大流量并加入历史洪水，采用P-HI型频率曲线适线，求得该站的设计洪水成果见表2-5。蓄水安全鉴定阶段复核将水文系列延长到200

11、7年，增加了2007年的较大洪水（8月25日实测最大洪峰流量3840m3/s）,统计参数与可行性研究阶段基本一致，可见牛街站可行性研究阶段设计洪水成果是可靠的，故复核仍采用可行性研究阶段设计洪水成果（见表2-5）。表2-5牛街站设计洪水成果表站名统计参数各频率（）/洪峰流量（m3/s）洪峰均值,3(m/s)CvCs/Cv0.10.20.5123.35牛街13100.69475206720566048804110356031201.4 坝址（厂址）设计洪水蓄水安全鉴定阶段对电站坝址与牛街站的流域面积作了复核调整。可行性研究阶段采用牛街站的流域面积2665km2、电站坝址流域面积2948km2。根

12、据最新量算成果，采用牛街站的流域面积2838km2、电站坝址流域面积3121km2。电站坝址流域面积与牛街站流域面积相差不大，采用牛街站设计洪水，按流域面积的0.67次方移用到电站坝址。由于牛街站设计洪水成果与可行性研究阶段相一致，故复核后电站坝址计洪水成果与可行性研究阶段设计洪水成果基本一致(见表2-6)表2-6二级电站坝址设计洪水成果表频率(%)0.10.20.330.51.02.03.35.02033.3洪峰流量(m3/s)80307180655060605220440038103340185013701.5.2.1 坝址(厂址)水位流量关系根据实测的河道纵、横剖面及调查到的水位、流量资

13、料，采用水力学公式计算，并以实测、调查水位作控制，得电站坝址(厂址)处水位流量关系，成果见表2-7。表2-7白水江一级电站坝址水位流量关系表(疏浚后)水位(m)流里:(m/s)水位(m)(m3/s)4804.24902700.948172.84913169.2482202.84923670.1483381.34934203.5484562.74944769.3485863.34955367.64861161.349659754871495.14976634.44881863.64987315.44892265.54998020.33水库洪水调度水库概况工程任务根据白水江梯级水电站规划报告，对彝

14、良县牛街镇至盐津县柿子乡两河口汇口河段分三级开发，开发的唯一目标是水力发电。工程概况工程等别和设计标准白水江二级水电站工程装机容量2>7.5MW,水库总库容为390万m3,根据国家标准防洪标准（GB50201-94及行业标准水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL5180-2003,本工程属IV等工程，电站为小（1）型，主要建筑物拦河闸坝、发电进水口、厂房等为4级建筑物，导墙、护岸等次要建筑物为5级建筑物。工程建筑物相应的设计标准见表3-1。表3-1洪水标准和洪峰流量项目单位拦河闸坝厂房消能防冲建筑物设计洪水洪水重现期（频率）年(%)30(3.3330(3.33)20(5)洪峰流量m3/

15、s381038103340校核洪水洪水重现期（频率）年(%)200(0.5)100(1)洪峰流量m3/s60605220工程总体布置本电站采用坝后式开发，建筑物布置沿坝轴线从左岸至右岸依次为：左岸非溢流坝段、发电进水口段、泄洪闸段和右岸非溢流坝段。左岸非溢流坝段由1个重力坝段组成，总长度7.136m,坝顶宽度5.2m。坝的最低建基面高程483.000坝顶高程501.2m,最大坝高18.20ml发电进水口段紧靠左岸非溢流坝段，由2孔净宽为7.484m6勺孔口组成，总长度29.1mo进水口最低建基面高程479.0m,坝顶高程501.2m,最大坝高22.2m,泄洪闸段大部分布置在主河床上，由4孔泄洪

16、闸组成，每个闸孔净宽12m,总长65m,闸最低建基高程4730m,闸顶高程501.00m,最大闸体高度28.2血溢流堰采用实用堰型式，堰顶高程483.0m,堰上从上游至下游依次设有叠梁检修闸门、设弧形工作闸门。检修闸门由白水江一、二、三级电站共用一套,采用台车式启闭机启闭操作；弧形工作闸门采用固定卷扬机启闭操作。闸后接C30F5瞪消力池和M10浆砌块石海漫。右岸非溢流坝段由1个重力坝段组成，总长度19.25m,最大坝顶宽度15.2m,坝最低建基高程482.4.0日坝顶高程501.2.0m最大坝高18.8“发电厂房布置于坝后河床右岸边，从上游至下游分别为主厂房、副厂房、尾水平台、尾水渠。装配间布

17、置在主厂房左侧，GIS室布置在装配间下游副厂房左侧，下邻升压站。水库防洪调度蓄水验收阶段调洪成果泄洪建筑物为泄洪闸。泄洪闸采用实用堰形式，堰顶高程483.0m,共设4孔，每孔宽12.0m。闸坝泄洪流量按以下公式计算：Q=mB，2gHo32式中：Q流量，m3/s;B-溢流堰总净宽，m,定义B=nb;b-单孔宽度，m;n-闸孔数目；Ho一计入行进流速水头白堰上总水头，m,H0=H+v2/2g;g-重力加速度，m/s2;m-堰流流量系数；&一闸墩侧收缩系数。闸坝各频率洪水调洪计算成果详见表3-2表3-2白水江二级电站调洪成果表听P(%)坝前水位(m)坝卜水位(m)入库流量,3(m/s)备注0

18、.2501.17497.8718050/一遇洪水0.5500.00496.136060校核洪水3.33495.24492.263810设计洪水调洪成果分析蓄水验收阶段复核调洪成果，二级水库设计洪水位495.24m(P=3.33%),校核洪水位500.40m(P=0.5%),与可行性研究设计时成果一致。遇50八一遇洪水(洪峰流量7180m7s)时，坝前水位501.70m(P=0.2%),由于坝顶上游侧设有防浪墙，墙顶高程502.600m,墙高1.40m,顶宽40cm,底宽60cm,大坝的防洪标准满足规范要求。防洪调度原则白水江二级水电站以发电为单一开发目标，因此不承担防洪任务。电站总库容为530

19、万m3,正常蓄水位以下库容410万m3,水库无法对洪水进行调节，尤其是洪峰，因此，二级电站的洪水位为洪峰所控制。各种闸门运行方式泄洪闸下泄流量与闸门开度关系见图2-1图2-7,该关系计算原则为：当弧门开度小于12m时，采用孔流计算公式；当弧门开度超过12m时，采用堰流计算公式。根据计算成果，当下泄流量超过3000m7甜，上下游水位差已低于最小额定发电水头，电站停止发电。跟据江西省水利科学研究所的云南省盐津县白水江二级水电站水工模型试验研究报告，闸门运行调度宜对称开启，即4孔闸门同步均匀开启或2孔同步开启运行组合方式。为便于运行操作，本工程泄洪闸闸门开启方式推荐采用2孔同步开启的调度原则：(1)

20、当入库流量小于发电流量110.4m/s时，泄洪闸全关，洪水通过发电流量下泄；(2)当入库流量大于发电流量110.4m/s而小于2300R3/S时，同步开启2#、3#世洪闸(以靠近厂房侧为1#世洪闸)，使泄水量(含发电流量)等于入库量，保持库水位在正常蓄水位498.0m;下泄流量与开度关系曲线见图2-5。(3)当入库流量大于2300m/s时，再同步开启1#、4#世洪闸，使泄水量等于入库量，直至4孔泄洪闸全开。下泄流量与开度关系曲线见图2-6。(4)闸门运行开启应分级缓慢提升，严禁闸门一步提升到位，初时开度不得超过1m,待下游水位升高，继续分级提升闸门，级差一般在0.5m1.0m之间，使下游水位能

21、满足在消力池内形成完整的水跃的淹没要求。K>E)W潺®4图2-11孔闸逐步打开时下泄流量与开度关系曲线弧门开度(m)下泄流量闸口开度关系曲线图2-21孔闸全开，第2孔闸逐步打开时下泄流量与开度关系曲线40003900380037003600?5003400330032D031003000290028002700260025000123456789101112图2-32孔闸全开，第3孔闸逐步打开时下泄流量与开度关系曲线530052005100500049004800470046004500440043004200410040003900012345678910111213弧门开度

22、m)图2-43孔闸全开，第4孔闸逐步打开时下泄流量与开度关系曲线280027002600250024002300220021002000190018001700160015001400130012001100100090080070060050040030020010001256789101112弧门开度（mJ05100500049004800470046004500440043004200410040003900380037003600350034003300320031003000290028002700760。01234567891011弧门升度(m)(<E诵盛君HooooonQo

23、onxuoonooooooooooooooooonyuoonxuoooooooooooooo086420864-70864200Q6420S642544444333332222211111下泄流量闸门开度关系曲线NE-LO<43Z0Q51匕1图2-62孔闸全开，其余2孔闸同步打开时下泄流量与开度关系曲线弧门开度4防洪调度预案4.1防洪调度原则白水江二级水电站工程电站工程以发电为单一开发目标，因此不承担防洪任务。本工程运行期泄洪闸采用2孔同步开启的调度原则：(1)当入库流量小于发电流量ii0.4m/s时，泄洪闸全关，洪水通过发电流量下泄；(2)当入库流量大于发电流量110.4M/S而小于2

24、300R3/S时，同步开启2#、3#世洪闸，使泄水量(含发电流量)等于入库量，保持库水位在正常蓄水位498.0m;(3)当入库流量大于2300mf/s时，再同步开启1#、4#世洪闸，使泄水量等于入库量，直至4孔泄洪闸全开。(4)闸门运行开启应分级缓慢提升，严禁闸门一步提升到位，初时开度不得超过1m,待下游水位升高，继续分级提升闸门，级差一般在0.5m1.0m之间，使下游水位能满足在消力池内形成完整的水跃的淹没要求。(5)终止泄流、关闭闸门，应遵循先开启后关闭的原则。凡分级开启的闸门，关闭时仍需分级关闭。(6)管理运行时，在遵循运行原则的前提下，应根据具体情况不断优化运行方案。防洪调度措施本工程所在河流属山区性河流，河流集水面积大，汛期洪峰流量大，洪水暴涨暴落，为了确保工程安全度汛，必须认真贯彻“以防为主，防重于抢”的方针，要严格按洪水调度原则，作好防早汛，防大汛的准备。度汛期间应加强雨情、水情监测和洪水预报，加强对各防洪调度关键部位的巡视检查，发现险情及时上报，并