浅谈水库安全运行功能效益的发挥

浅谈水库安全运行功能效益的发挥

1新疆下山地工程地区下坂水库项目是塔里木河流域最近的综合处理计划中唯一的山区水库项目。该工程位于塔里木河主要源流之一的叶尔羌河支流塔什库尔干河中下游,距新疆喀什地区塔什库尔干县县城45km,距喀什市315km,距叶尔羌河干流控制断面卡群渠首190km,坝址控制流域面积9570km工程主要任务是向塔里木河生态补水和叶尔羌河灌区春旱供水,结合发电等综合利用。下坂地水库的建设可替代叶尔羌河流域中下游废弃的16座平原水库蓄水,减少优化剩余的24座平原水库的蓄水时间,减少7-9月的蓄洪量,实现多年平均补充生态水1.84亿m2水库防洪计划方法2.1洪水特征及洪水标准下坂地水库的洪水主要是由气温升高,冰雪强烈消融形成的融雪型洪水,一般出现在6-8月,其中7、8月出现最多,洪水具有一日一峰,峰不高,量较大,涨落缓慢,连续出现时间长的特点下坂地水库主要建筑物为Ⅱ等工程,设计洪水标准为100年一遇、校核洪水标准为5000年一遇,下游河道防洪标准为20年一遇。2.2洪水调度原则(1)充分发挥泄水建筑物的泄水能力、合理确定滞洪库容。为充分发挥挡水、泄水建筑物的综合效能,合理利用水库库容,最大限度发挥水库综合利用效益。根据下坂地水库的洪水特性,发挥泄水建筑物的泄水能力,汛期增加水库蓄满机会,替代下游灌区平原水库蓄水,确保下游河道防洪安全,减少投资,增加效益,确定洪水调度原则,经技术经济综合比选,确定底孔泄洪洞、表孔侧槽溢洪洞与水库联合调洪的形式。(2)调度运行方式。水库防洪调度起调水位为正常蓄水位,采用分级控制泄量的调度运行方式,以洪水量值作为判别条件:洪水量值低于20年一遇时,水库主要为保护下游地区的防洪安全而蓄洪;当洪水量值大于20年一遇低于100年一遇时,由水库蓄洪、底孔泄洪洞泄洪;当洪水量值大于100年一遇低于5000年一遇时,水库蓄洪、底孔泄洪洞与表孔侧槽溢洪道泄洪,水库防洪转为确保大坝安全调度。2.3洪水调节计算据下坂地水库坝址不同标准的洪水过程、水库泄流曲线、库容曲线进行洪水调节计算,起调水位为2960m,泄流设施闸门控制如下:若坝址来水小于等于下游河道防洪标准20年一遇390m2.4设计洪水位及校核洪水位按以上洪水调度规则,对各频率不同洪水进行防洪调度,考虑对水库最不利情况,水库水位2960m时,坝址来20年一遇洪水,来流量小于安全泄量,洪水对下游防洪无影响,超过20年一遇的洪水时,考虑减轻下游洪水灾害的影响,将下游防洪、水库防洪、兴利结合起来,按表3确定水库的设计洪水位、校核洪水位分别为2963.2、2964.6m。3水库建设与推广计划3.1农业用水原则下坂地水库兴利调度坚持防洪优先,然后遵循在满足河道生态用水情况下,先满足塔里木河生态补水要求、再满足下游灌区农业用水的原则,发电用水是以“生态补水、农业用水”进行确定,发挥“一水多用,以水定电”的兴利调度。下坂地水库调节原则是替代平原水库蓄水,在保证叶尔羌河下放干流塔里木河多年平均生态供水基础上,利用减少的平原水库水量损失向灌区供水,解决春旱用水,下坂地水库通过改变平原水库的蓄水时间,利用下游平原水库的反调节作用。3.2-9月下坂地水库按照确定的调度原则,经不同方案运行方式综合比选后,确定的下坂地水库与灌区平原水库的运行方式分别如下。下坂地水库运行方式为:(1)7-9月下坂地水库以蓄库为主,代替平原水库蓄水,减少平原水库的蓄洪量,满足叶尔羌河卡群断面多年平均下放塔里木河的生态水量,以及灌区各节点的工农业需水量要求,按照不少于0.6亿m平原水库按不同分类进行运行:(1)反调节水库6座,分布在叶河的上游灌区卡群渠首节点有5座;依干其渠首节点有1座。运行方式为:卡群渠首节点反调节水库苏库恰克8月份最大蓄3200万m3.3下坂地水库水量平衡模型建立下坂地水库兴利调度是在满足河道内最低生态需水的前提下,优先满足卡群断面生态补水;其次与下游平原水库共同满足叶河44万hm下坂地水库替代16座平原水库后与剩余24座平原水库联合调节,调整平原水库蓄水时间与蓄水时段,供给卡群断面生态补水,集中在7-9月下泄,长系列多年平均满足1.84亿m下坂地水库坝址来水过程根据坝址1954年7月-2000年6月径流系列资料进行计算,采用卡群等站计算的叶尔羌河流域出山口1954年7月-2000年6月径流系列成果。根据水库坝址来水、叶河流域地表水与地下水过程和需水要求,建立叶尔羌河节点水量平衡模型为:式中:Q下坂地水库水量平衡方程为:式中:ΔW为计算时段Δt内水库蓄水量的变化值,增加为正值,减少为负值;Q为计算时段Δt内的入库平均流量;q为计算时段Δt内出库平均流量(包括各部门用水量、蒸发渗漏损失量、弃水量等)。计算起调水位为死水位2915m,汛期与非汛期按正常蓄水位2960m控制,为保证生态补水,经反复计算、优化调度,在7-9月按替代平原水库蓄水运行。由于生态补水保证率、农灌供水保证率、发电保证率各不同,多余水量可增加供水量。水库设三条调度线,把水库分成供水加大区、保证供水区、低供水区、保证出力破坏区。图1是按下坂地水库与平原水库调度运行方式要求绘制的下坂地水库调度图。当库水位落在供水加大区时,各部门除按所需的水量正常供水外,还可以增加供水量;当库水位落在保证供水区时,生态补水、灌溉用水均可保证;当库水位落在低供水区时,生态补水、灌溉用水降低供水保证,电站发保证出力;当库水位落在保证出力破坏区时,生态补水、灌溉用水、电站发电均得不到保证。3.4年平均调度结果根据上面长系列调节计算,长系列多年平均调度结果见表4。从表4可以看出下坂地水库具有多年调节性能,水库坝址处多年平均径流10.88亿m4安全及工程效益原则下坂地水库调度运行方式的科学合理制定关系到下游人民群众生命财产安全,也关系