王 彪,李 雷,江初卓瑪
(云南省迪慶州小中甸水庫管理局,云南 迪慶,674499)
小中甸水庫是碩多崗流域規(guī)劃的龍頭水庫,位于云南省迪慶藏族自治州香格里拉市小中甸鎮(zhèn)境內??刂屏饔蛎娣e931 km2,占全流域面積1 966 km2的47.35%,壩址處多年平均流量14.2 m3/s,水庫總庫容 1.547 8 億 m3,死庫容 0.269 0 億 m3,調節(jié)庫容1.273 2億m3,為年調節(jié)水庫。正常蓄水位3 235.0 m,死水位3 212.5 m。壩后電站裝機容量為2×9 MW,機組最大水頭61.0 m,最小水頭33.0 m,額定水頭49.5 m,額定流量21.03 m3/s,最大引用流量42.06 m3/s。
碩多崗河流域林業(yè)資源豐富,自然植被較好,主要有半濕潤常綠闊葉林、云南松和灌木草叢。流域為明顯的垂直性氣候,由于山形多變,水汽輸送不均勻,點面雨現(xiàn)象明顯。發(fā)源地楚力措至小中甸為寒帶氣候,寒冷天氣長達9 個月,年平均氣溫5.4℃。下游河谷地帶春秋雨季氣候溫和,夏季炎熱,最高氣溫可達30℃以上,最低氣溫約15℃。流域內降水時空分布不均勻,上游以中甸站為代表,多年平均降水量為619.9 mm,中游小中甸站為880 mm,下游下橋頭站為758 mm,似有兩頭小、中間大的趨勢。降水主要集中在6—9月,約占全年降水的70%以上。徑流汛期主要由降水補給,枯水季節(jié)主要靠融雪及深層地下水補給,年水量中汛期占72%,枯水季節(jié)占28%,年最小徑流一般出現(xiàn)在2、3月份,流域多年平均徑流量8.799億m3,多年平均輸沙量0.006 8億m3。
流域內梯級水電站基本技術參數(shù)見表1。
表1 流域梯級電站主要技術參數(shù)Table 1 Main technical parameters of cascade hydropower stations in the river basin
小中甸水利樞紐工程以發(fā)電和生態(tài)保護為主要建設任務,同時兼顧城鄉(xiāng)供水、防洪及農業(yè)灌溉等綜合利用功能,小中甸水庫的建設使得碩多崗河流域具備了較好的調節(jié)及防洪能力,小中甸水庫調度遵循以下基本原則:
(1)安全原則。水庫調度優(yōu)先保證樞紐工程安全,按規(guī)定滿足其他防護對象的安全要求。當樞紐工程安全與水庫調度發(fā)電等要求有矛盾時,優(yōu)先服從樞紐工程及防洪安全。
(2)水位控制原則。小中甸水庫調節(jié)運行水位為3 212.5~3 235.0 m,可調節(jié)水位22.5 m,水位調節(jié)時應避免陡漲陡落對水工建筑物及庫區(qū)邊坡的損壞,調節(jié)水庫水位變化速率不宜過大。
(3)流域聯(lián)調原則。在保證安全的前提下,利用水庫的調蓄能力,積極優(yōu)化調度,使發(fā)電效益、農業(yè)灌溉、防洪調度和社會效益等綜合效益最大化。
(4)統(tǒng)籌協(xié)調原則。在汛期窩電嚴重的情況下,統(tǒng)籌考慮,與當?shù)卣?、能源監(jiān)管部門、電網(wǎng)公司積極協(xié)調,處理好流域發(fā)電、窩電、防洪、蓄水之間的矛盾關系。
2019年小中甸水庫調度過程線見圖1。
圖1 2019年小中甸水庫調度過程線Fig.1 Xiaozhongdian reservoir operation in 2019
(1)汛前:將小中甸水庫水位拉至3 212.5 m 運行,既能對下游梯級電站進行補水發(fā)電及灌溉,又能保證在汛前騰出庫容,對汛期洪水進行調洪。
(2)汛中:保證小中甸水庫水位逐步上漲,原則上不能高于汛限水位3 233.0 m,留足防洪庫容,確保大壩運行安全,杜絕不合理棄水。
(3)汛后:保證小中甸水庫水位蓄至正常蓄水位3 235.0 m,做好洪尾的攔蓄工作,保障枯水期小中甸水庫對下游梯級電站的補水計劃。
(4)年底:按照小中甸水庫調度方案,考慮最大限度減少小中甸水庫庫區(qū)蒸發(fā)、下滲損失及次年檢修安排,計劃將小中甸水庫水位拉至3 227.0 m,以確保小中甸水庫水位在次年汛前能夠達到死水位,充分利用其調蓄能力。
根據(jù)小中甸水利樞紐工程初步設計報告:“小中甸壩址以上森林植被覆蓋良好,水系呈羽狀分布,暴雨強度一般不大。根據(jù)水庫淹沒要求,選取水庫建成運行20年的淤積情況進行淤積回水計算,小中甸水庫建成運行20年累計入庫懸移質沙量為645萬m3,推移質為135萬m3,計算中采用20%懸移質淤積在壩前段,其余80%參加三角洲淤積。小中甸水庫入庫沙量較少,而水庫庫容相對較大?!币虼?,小中甸大壩在設計中并未考慮輸沙設施,實際大壩也未建設沖沙閘等輸沙設施,故防洪調度不考慮泥沙調度。
超標洪水是指超過安全標準的洪水,包括超過水庫大壩安全的校核洪水標準及超過下游防洪對象的設計洪水標準,見表2。
表2 各電站洪水標準Table 2 Flood standards of each power station
汛期小中甸水庫下泄流量控制見表3。
表3 小中甸水庫汛期下泄流量控制表Table 3 Control of outflow of Xiaozhongdian reservoir during flood period
碩多崗河流域目前已建成水情系統(tǒng)。碩多崗河梯級水電站水情系統(tǒng)是一項集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理作業(yè)及信息查詢、洪水預報于一體的多學科的系統(tǒng)性建設工程,涉及水文預報、通信自動化、計算機網(wǎng)絡及防雷等技術領域。水情自動測報系統(tǒng)(一期)項目由1 個中心站、25 個遙測站組成,其中水位站 2 個、水文站 7 個、雨量站 13 個、閘位站3 個;水情自動測報系統(tǒng)(二期)項目包括1 套小中甸水庫管理局水情中心站、1 套小中甸水庫管理局會議室設備、1 套碩多崗河水情集控中心數(shù)據(jù)轉發(fā)站、1套小中甸水庫管理房視屏監(jiān)控系統(tǒng),新建3 個水情自動遙測站,整改1 個原有水情遙測站,搬遷1 個遙測站,修建3 個測流斷面,人工測量6個斷面,人工測量6 個河道流量,定制開發(fā)1 套水情中心站軟件。碩多崗河流域一期、二期水情、水調自動化系統(tǒng)目前已合并運行,自投運至今運行狀況良好。
碩多崗河流域及水庫水調自動化系統(tǒng)已于2017年投入試運行。依托水調自動化系統(tǒng),能更加科學、合理地指導水庫優(yōu)化調度工作,切實提高水能利用率,降低耗水率,杜絕不合理棄水現(xiàn)象。
一是根據(jù)汛期流域降雨過程復雜多變的特點,防汛小組成員輪流值班,24 h實時監(jiān)測流域水雨情變化,以便及時提出各梯級電站優(yōu)化建議;二是積極研究流域水文特征,運用網(wǎng)絡上的各級天氣預報,進一步提高來水預測準確率;三是由水情工作人員加強對各水情測站的設備管理,確保各站點的正常運行,切實提高水情系統(tǒng)可靠性;四是加強與當?shù)貧庀蟛块T的聯(lián)系,與迪慶州氣象局簽訂氣象預報服務協(xié)議,進一步提高氣象預報、來水預測精度,為公司做好水庫調度工作提供數(shù)據(jù)支撐。
加強與電網(wǎng)及流域內所屬支流電站的溝通聯(lián)系,實時掌握支流花椒坡電站水庫動態(tài)及負荷變化,形成流域水庫群以小中甸水庫為流域主調節(jié),吉沙微調,沖江河、螺絲灣聯(lián)合調控的方式,實行多級調節(jié),進一步強化流域水庫調控能力,降低流域棄水風險。
水庫調度牽涉面廣,涉及利益部門多,為確保調度決策科學,優(yōu)化調度實現(xiàn)效益最大化,建立健全水庫調度協(xié)調機制尤為重要。一是要完善民主會商、實時調度機制,充分聽取防汛、氣象、水文、電力等部門意見,以防汛部門批準的調度方案為基礎,強化實時調度,提高水資源利用效益;二是要積極探索調度補償機制,建立水庫上下游和梯級水庫群之間的聯(lián)合調度機制,以及防洪、發(fā)電、灌溉、供水、旅游等利益相關部門的協(xié)作機制,出臺相應利益補償辦法,在滿足流域總體需求和整體利益最大化的前提下,努力提高各水庫的綜合利用效益;三是要建立信息共享渠道,最大限度地發(fā)揮水庫群的防洪減災作用;四是水庫在促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展及防洪方面發(fā)揮著至關重要的作用,因此水庫管理部門應將水庫運行管理及調度工作作為重點認真落實;五是保證在水庫安全運行的基礎上,針對管理及調度體制存在的問題積極尋找有效解決措施,以提高水庫抵御自然災害的能力,延長水庫的使用壽命,使水庫為社會經(jīng)濟發(fā)展及人們正常的生產(chǎn)生活發(fā)揮應有的作用。