樊祥船,盧 瑩
(中水東北勘測設(shè)計研究有限責任公司,吉林長春130021)
大藤峽水利樞紐工程壩址在廣西桂平市黔江彩虹橋上游6.6 km處,工程任務(wù)為防洪、航運、發(fā)電、水資源配置、灌溉等綜合利用。水庫正常蓄水位61.0 m,汛期限制水位和死水位47.6 m,汛期最低運行水位至44.0 m。電站總裝機容量1600 MW,8臺機組。
工程規(guī)模為Ⅰ等大(1)型工程。黔江攔河主壩從右至左依次為右岸擋水壩段、右岸廠房、泄水閘、左岸廠房、船閘壩段及事故門門庫壩段。河床式廠房右側(cè)布置5 臺機組,左側(cè)布置3 臺機組。主河床中部布置26 孔泄水閘,其中2個高孔和24個低孔。
截至2020年3月底,左岸圍堰和縱向圍堰填筑至54.30 m 高程,庫區(qū)征地移民搬遷及安置工作已具備蓄水條件。根據(jù)水庫蓄水計劃,2020年4月1日水位可逐步抬升至52.0 m 高程,左岸電廠3臺機組、船閘、21 孔泄水閘等工程滿足先期投入運行要求。
樞紐初步設(shè)計批復(fù)運行調(diào)度總原則為:“大藤峽水利樞紐工程…發(fā)電調(diào)度服從水資源調(diào)度,水資源調(diào)度服從生態(tài)調(diào)度,汛期服從防洪調(diào)度”。據(jù)此確定初期運行階段工程任務(wù)為航運和發(fā)電,在工程運用上,發(fā)電調(diào)度服從航運調(diào)度,并與珠江流域的防洪、生態(tài)及水資源配置調(diào)度相協(xié)調(diào)。
1)航運調(diào)度。大藤峽水利樞紐航運任務(wù)是改善黔江航道通航條件,提高黔江航道標準和通航能力。黔江航道保證率為98%的天然流量為654 m3/s,最小生態(tài)環(huán)境流量為660 m3/s。
初期運行時段船閘可正常通航運行,樞紐上游黔江航道通航條件已得到很大改善。為保證樞紐下游航運需求,最小出庫流量為700 m3/s,加大出庫流量時變幅不超過1300 m3/s,減小出庫流量時變幅不超過800 m3/s。
2)發(fā)電調(diào)度。初期運用水庫最高運行水位為52.0 m,最大運行水頭在26.0~21.6 m,高于機組極限最小水頭10.1 m,左岸3 臺機組具備發(fā)電條件。實際運行操作中,應(yīng)在滿足航運要求前提下,根據(jù)電力系統(tǒng)需要及水庫運行狀態(tài)等情況,綜合確定發(fā)電運行方案。
1)最高運行水位。二期上游圍堰為3 級建筑物,堰體設(shè)計度汛洪水位為52.8 m,設(shè)計堰頂高程為54.3 m。在圍堰擋水發(fā)電期間,圍堰需長期高水位擋水運行,鑒于堰前攔蓄庫容大于10 億m3,堰體建筑物應(yīng)確定為1 級建筑物,堰體安全加高為1.5 m,考慮波浪爬高及風壅水面高度為0.8 m,堰頂超高應(yīng)為2.3 m,為保證二期上游圍堰擋水運行安全,初期運行圍堰最高擋水高度為52.0 m。
2)最低運行水位。當庫水位為44.0 m,水庫總泄放流量12500 m3/s時,壩下水位為33.37 m,電站水頭剛好為極限最小水頭10.07 m。初期運行可根據(jù)移民安置工作進度和水庫實際運行狀態(tài),安排機組在最低發(fā)電調(diào)度水位44.0 m。
樞紐工程初步設(shè)計要求:汛期6月至8月維持庫水位在汛限水位47.6 m 運行,當入庫流量大于20000 m3/s 時,水庫進行防洪調(diào)度,水位可降至防洪運用最低水位44 m;5,9月份按流量分級控制壩前水位方式運行,允許最高水位為59.6 m;10月至3月亦按流量分級控制壩前水位方式運行,允許最高水位達到正常蓄水位61 m,4月份允許最高水位為59.6 m。
初期運行階段圍堰擋水發(fā)電最高控制水位52.0 m 低于正常蓄水位61 m 和正常運行期4,5,9月份控制水位59.6 m,相應(yīng)調(diào)整為:汛期6月至8月維持庫水位在汛限水位47.6 m 運行,當入庫流量大于20000 m3/s 時,水庫進行防洪調(diào)度,水位可降至防洪運用最低水位44 m;9月至翌年5月按流量分級控制壩前水位方式運行,允許最高水位達到圍堰擋水發(fā)電控制水位52.0 m。
為確保水庫淹沒控制范圍,采用水庫上游紅水河的遷江站、柳江的柳州站和洛清江的對亭站3 站的實測流量之和作為判據(jù),進行水庫動態(tài)調(diào)度。
6月1日至8月31日,維持庫水位在汛限水位47.6 m 運行。當入庫流量大于20000 m3/s 時,水庫轉(zhuǎn)入度汛調(diào)度,水位可降至防洪運用最低水位44.0 m;9月4日至翌年5月28日當入庫流量小于15600 m3/s 時,維持圍堰擋水發(fā)電控制水位52.0 m;5月29日至5月31日和9月1日至9月3日,為汛限水位與最高發(fā)電水位切換過渡期。
采用1937-2012年長系列日徑流和壩前控制水位~流量關(guān)系,扣除上游各業(yè)用水,根據(jù)初期運行左岸3 臺機組投入運行計劃,進行徑流發(fā)電調(diào)節(jié)計算。
1)出力特性。初期運行階段大藤峽水電站多年平均出力427 MW,保證出力283 MW,相應(yīng)保證率95.0%。
2)發(fā)電量特性。初期運行階段大藤峽水電站全年發(fā)電量37.47 億kW·h,最大年發(fā)電量44.39 億kW·h,最小年發(fā)電量為31.60 億kW·h。
3)水頭特性。初期運行階段大藤峽水電站多年平均算術(shù)水頭23.29 m,加權(quán)平均水頭23.68 m。電站額定水頭25.0 m,相應(yīng)保證率為55%。
1)大藤峽水利樞紐正處于建設(shè)中,初期運行階段在確保樞紐工程防洪安全、庫區(qū)淹沒控制要求的前提下,并與珠江流域的防洪、生態(tài)及水資源配置調(diào)度相協(xié)調(diào),可承擔部分航運和發(fā)電任務(wù)。
2)初期運行階段圍堰擋水最高水位為52.0 m,汛期最高庫水位47.6 m,根據(jù)入庫水量進行壩前水位的動態(tài)控制,當入庫流量大于20000 m3/s 時,水庫轉(zhuǎn)入度汛調(diào)度。
3)大藤峽初期多年平均發(fā)電量37.47億kW·h,初期運行效益非常可觀。