孟明星 沈坤民 張利升
收稿日期:2023-10-25
作者簡(jiǎn)介:
孟明星,男,高級(jí)工程師,主要從事水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。E-mail:mengmingxing@cjwsjy.com.cn
引用格式:
孟明星,沈坤民,張利升.
西藏扎拉水電站排沙運(yùn)行調(diào)度方式研究
[J].水利水電快報(bào),2024,45(6):103-108.
摘要:
扎拉水電站主要任務(wù)為發(fā)電,水庫(kù)泥沙淤積問題較為嚴(yán)重將影響發(fā)電效益。為研究出能使水庫(kù)長(zhǎng)期有效發(fā)揮發(fā)電效益的排沙調(diào)度方式,根據(jù)水庫(kù)水沙特點(diǎn),研究了4種水庫(kù)排沙運(yùn)行調(diào)度方式,分別為不設(shè)排沙運(yùn)行控制水位方案、設(shè)排沙運(yùn)行控制水位方案、設(shè)排沙運(yùn)行控制水位+短時(shí)間敞泄排沙方案和不設(shè)排沙運(yùn)行控制水位+短時(shí)間敞泄排沙方案。結(jié)果表明:設(shè)排沙運(yùn)行控制水位方案能在主要來沙期固定水位排沙,能較好地排沙并兼顧發(fā)電,是一種合理可行的排沙運(yùn)行調(diào)度方式。研究成果可為同類型水電站泥沙調(diào)度提供參考。
關(guān)鍵詞:
水庫(kù)泥沙; 排沙調(diào)度; 蓄清排渾; 扎拉水電站; 西藏
中圖法分類號(hào):TV679.13
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.06.018
文章編號(hào):1006-0081(2024)06-0103-06
0? 引? 言
復(fù)雜多變的泥沙輸移運(yùn)動(dòng)是導(dǎo)致水庫(kù)淤積的主要原因。目前,國(guó)內(nèi)學(xué)者在水庫(kù)水沙問題上進(jìn)行了較多研究。姜利玲等[1] 為提高入庫(kù)泥沙沙峰預(yù)報(bào)精度、制定更加科學(xué)合理的三峽水庫(kù)沙峰調(diào)度方案,基于三峽水庫(kù)蓄水以來長(zhǎng)江上游主要控制性水文站水沙實(shí)測(cè)資料,分析了長(zhǎng)江上游水沙組成,并對(duì)長(zhǎng)江上游各主要控制性水文站沙峰傳播時(shí)間進(jìn)行了研究。王芳芳等[2]基于1∶60整體模型研究了大古水電站不同運(yùn)行方式下庫(kù)區(qū)的排沙效果。郭榮福等[3]針對(duì)泥沙問題較為嚴(yán)重的阿爾塔什水庫(kù),開展了庫(kù)內(nèi)泥沙淤積演變過程、淤積形態(tài)以及淤積量等試驗(yàn)研究。劉娜等[4]采用泥沙沖淤數(shù)值模型,研究了不同排沙水位對(duì)烏弄龍電站效益的影響。水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度方式與水庫(kù)泥沙淤積密切相關(guān),影響水庫(kù)興利作用的發(fā)揮。蔡淑兵等[5]針對(duì)巴基斯坦卡洛特水電站調(diào)節(jié)庫(kù)容小、入庫(kù)沙量大等工程特點(diǎn),總結(jié)了水庫(kù)運(yùn)行水位選擇和排沙調(diào)度運(yùn)行方式研究成果,提出了合理可行的工程規(guī)劃方案。黃濤[6]以烏魯瓦提水庫(kù)工程為例,利用數(shù)值模型對(duì) 4 種不同調(diào)度方式下的泥沙淤積狀況進(jìn)行模擬研究,以盡可能保持有效庫(kù)容和利用棄水排沙。吳樂平[7]開展了兼顧排沙與發(fā)電效益的小浪底水庫(kù)水沙優(yōu)化調(diào)度研究。經(jīng)過多年探索研究,泥沙運(yùn)動(dòng)理論、淤積形態(tài)等研究已經(jīng)相對(duì)成熟,但仍需對(duì)水庫(kù)排沙運(yùn)行調(diào)度方式進(jìn)行探討,以最大程度滿足水庫(kù)減於排沙的要求。
本文采用一維全沙數(shù)學(xué)模型,研究不同排沙運(yùn)行調(diào)度方式對(duì)西藏扎拉水電站水庫(kù)運(yùn)行的影響,推薦合適的運(yùn)行方式,為該電站運(yùn)行提供依據(jù)。
1? 工程概況
西藏扎拉水電站采用混合式開發(fā)方式,壩址位于昌都市左貢縣碧土鄉(xiāng),廠址位于林芝市察隅縣察瓦龍鄉(xiāng),利用水頭超過650 m。扎拉水電站正常蓄水位為2 815 m,相應(yīng)庫(kù)容為862萬m3,死水位和排沙運(yùn)行控制水位均為2 811.5 m,調(diào)節(jié)庫(kù)容136萬m3。天然情況下扎拉水電站壩址多年平均懸移質(zhì)輸沙量為91.9萬t,多年平均含沙量為0.266 kg/m3。來沙主要集中在6~9月,期間輸沙量占全年的89.6%。多年平均推移質(zhì)輸沙量為13.8萬t,庫(kù)沙比為10.6??傮w來看,扎拉水電站具有水頭高、調(diào)節(jié)庫(kù)容小、入庫(kù)沙量相對(duì)較大等工程特點(diǎn),泥沙問題較嚴(yán)重。為保證電站能長(zhǎng)期運(yùn)用,除了壩身布置排沙底孔外,需在汛期結(jié)合沖沙運(yùn)行方式,將大部分泥沙排到下游,以在一定程度上解決泥沙淤積問題。
2? 調(diào)度方式擬定
以控制水庫(kù)泥沙淤積為目的的水庫(kù)運(yùn)用方式主要有蓄洪運(yùn)用、蓄清排渾運(yùn)用、緩洪運(yùn)用和多庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用等類型[8-9]。借鑒中國(guó)在多沙河流上的長(zhǎng)期研究成果[10-13],結(jié)合扎拉水電站工程特點(diǎn),選擇“蓄清排渾”的運(yùn)用方式處理水庫(kù)泥沙問題。根據(jù)水庫(kù)的水沙條件和工程任務(wù),采用以下幾種運(yùn)行調(diào)度方案[14-15]。
(1) 汛期控制庫(kù)水位,汛末蓄水。根據(jù)水庫(kù)來水和來沙情況,在滿足水庫(kù)興利的前提下,設(shè)置排沙水位。汛期水庫(kù)控制在排沙水位運(yùn)行,汛末蓄水運(yùn)用。一般兼顧發(fā)電或有發(fā)電要求的水庫(kù)可采用這種運(yùn)行方式。
(2) 汛期控制庫(kù)水位,相機(jī)排沙調(diào)度。水庫(kù)在汛期設(shè)置排沙水位,根據(jù)來水來沙情況,在泥沙含量不大的情況下,水庫(kù)在汛期控制庫(kù)水位運(yùn)用;在含沙量大時(shí),降低到最低排沙水位或是敞泄排沙。根據(jù)來水來沙和水庫(kù)使用要求確定排沙條件,當(dāng)水量或沙量大于某一界限時(shí),水庫(kù)水位降低至最低排沙水位運(yùn)用;否則,水庫(kù)則在汛期控制水位運(yùn)用。采用這種運(yùn)行方式的水庫(kù),由于汛期空庫(kù)或低水位排沙運(yùn)用,水庫(kù)降低水位后可能減少發(fā)電或不能發(fā)電,影響水庫(kù)興利。
(3) 汛期敞泄,汛末蓄水。水庫(kù)在汛期打開底孔閘門,不控制水位,敞泄運(yùn)用;汛末再關(guān)閉底孔閘門,水庫(kù)蓄水運(yùn)用。如果沒有發(fā)電要求,以灌溉和防洪為主的水庫(kù)可采用這種運(yùn)行方式。
鑒于壩址懸移質(zhì)泥沙幾乎全部集中在汛期、沙量比水量更加集中的水沙特性,以及扎拉水電站利用水頭高、庫(kù)沙比小的特點(diǎn),從保證電站正常取水發(fā)電、確保足夠的調(diào)節(jié)庫(kù)容及盡量減少水庫(kù)泥沙淤積對(duì)電站發(fā)電的影響等方面考慮,本次研究擬定了4種排沙運(yùn)行調(diào)度方式。
2.1? 方案1
方案1為不設(shè)排沙運(yùn)行控制水位方案。汛期以滿足電網(wǎng)電力電量需求為原則進(jìn)行發(fā)電調(diào)度,水庫(kù)水位在正常蓄水位和死水位之間變動(dòng)。
2.2? 方案2
方案2為設(shè)排沙運(yùn)行控制水位方案??菟谒畮?kù)水位在正常蓄水位和死水位之間變動(dòng),在來沙量比較集中的主汛期6~9月,庫(kù)水位維持在排沙運(yùn)行控制水位2 811.5 m運(yùn)行,調(diào)度方式如下:①? 當(dāng)洪水來量不超過排沙運(yùn)行控制水位相應(yīng)泄量時(shí),按洪水來量下泄,維持壩前水位不變;② 當(dāng)洪水來量大于排沙運(yùn)行控制水位相應(yīng)泄量時(shí),按相應(yīng)頻率洪水泄流能力下泄,多余洪量存蓄在庫(kù)中,壩前水位相應(yīng)抬高。
2.3? 方案3
方案3為設(shè)排沙運(yùn)行控制水位+短時(shí)間敞泄排沙方案。在方案2的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究來水量較大時(shí),短時(shí)間停機(jī)敞泄集中拉沙的運(yùn)行方式。采用扎拉水電站壩址2012~2015年逐日水沙系列,對(duì)不同流量級(jí)的累計(jì)輸沙量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(圖1),根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,入庫(kù)流量大于225 m3/s的天數(shù)為47 d,期間累計(jì)入庫(kù)沙量占年入庫(kù)沙量的75.49%;入庫(kù)流量大于300 m3/s的天數(shù)為25 d,期間累計(jì)入庫(kù)沙量占年入庫(kù)沙量的53.70%;入庫(kù)流量大于400 m3/s的天數(shù)為7.8 d,期間累計(jì)入庫(kù)沙量占年入庫(kù)沙量的28.04%。入庫(kù)流量超過450 m3/s,平均每年出現(xiàn)的天數(shù)小于5 d。
根據(jù)不同排沙流量方案泥沙淤積計(jì)算成果,開始排沙的流量越小,電站停機(jī)排沙時(shí)間越長(zhǎng),越有利于減少水庫(kù)泥沙淤積量和過機(jī)泥沙量、降低壩前泥沙淤積高程,但電站電量損失相應(yīng)也越大。由于扎拉水電站發(fā)電效益主要集中在汛期,因此,在綜合考慮水庫(kù)排沙效果和發(fā)電效益的基礎(chǔ)上,從既能較大程度排沙,又盡量減少電站發(fā)電損失等方面綜合考慮,按每年停機(jī)排沙時(shí)間不超過10 d,初擬敞泄起始流量為400 m3/s,損失電量約為0.82億kW·h,約占多年平均發(fā)電量的2%。
扎拉水電站水庫(kù)敞泄降低壩前水位過程中的最大下泄流量,應(yīng)以不惡化下游河道5 a一遇防洪形勢(shì)為控制條件。考慮留有一定的調(diào)度余度,在水庫(kù)預(yù)泄降低水位過程中,最大下泄流量按不大于800 m3/s考慮。
扎拉水電站的開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主,利用水頭超過650 m。在確保大壩防洪安全的前提下,應(yīng)充分利用水能資源,最大限度增加電站發(fā)電效益,并盡量減少庫(kù)區(qū)泥沙淤積,減少過機(jī)泥沙,滿足電站進(jìn)水口“門前清”和調(diào)節(jié)庫(kù)容的要求。本方案擬定的排沙調(diào)度運(yùn)行方式如下:
(1)? 主汛期6~9月在排沙運(yùn)行控制水位2 811.5 m運(yùn)行。
(2)? 入庫(kù)洪水大于400 m3/s時(shí),按不超過800 m3/s下泄,庫(kù)水位相應(yīng)降低,在樞紐泄洪設(shè)施泄流能力小于800 m3/s時(shí)敞泄。
(3) 入庫(kù)洪水小于400 m3/s時(shí),關(guān)閉閘門,庫(kù)水位回蓄至排沙運(yùn)行控制水位2 811.5 m。
(4)? 其他月份,水庫(kù)水位一般在正常蓄水位和死水位之間運(yùn)行。
2.4? 方案4
方案4為不設(shè)排沙運(yùn)行控制水位+短時(shí)間敞泄排沙方案。在方案1的基礎(chǔ)上,采用扎拉水電站壩址2012~2015年逐日水沙系列,進(jìn)一步研究不設(shè)排沙運(yùn)行控制水位,僅在來水量較大時(shí)短時(shí)間停機(jī)敞泄集中拉沙的運(yùn)行方式。根據(jù)方案3對(duì)扎拉壩址2012~2015年逐日水沙系列的分析,本方案擬定的排沙調(diào)度運(yùn)行方式如下:① 水庫(kù)水位一般在正常蓄水位和死水位之間變動(dòng)。由于汛期6~9月來水量大,按正常蓄水位運(yùn)行考慮;② 入庫(kù)洪水大于400 m3/s時(shí),按不超過800 m3/s下泄,庫(kù)水位相應(yīng)降低,在樞紐泄洪設(shè)施泄流能力小于800 m3/s時(shí)敞泄;③ 入庫(kù)洪水小于400 m3/s時(shí),關(guān)閉閘門,庫(kù)水位回蓄至正常蓄水位;④ 其他月份,水庫(kù)水位一般在正常蓄水位和死水位之間運(yùn)行。
3? 研究采用的模型
扎拉水電站庫(kù)區(qū)泥沙來源包括懸移質(zhì)泥沙與推移質(zhì)泥沙,故計(jì)算采用的數(shù)學(xué)模型為水庫(kù)庫(kù)區(qū)一維全沙沖淤數(shù)學(xué)模型,其基本方程組如下。
水流運(yùn)動(dòng)方程和連續(xù)方程:
Zx+Jf+12gU2x+1gUt=0
Qx+At=0
懸移質(zhì)泥沙連續(xù)方程:
(QSi)x+(ASi)t+αB(Si-S*i)ωi=0
(i=1,2,…,8)
水流挾沙力方程:
S*=S*(U,Z,ω,…)
推移質(zhì)輸沙率方程:
Gb=Gb(U,Z,d,…)
懸移質(zhì)河床變形方程:
(QS)x+(γ′sΔA1)t+(AS)t=0
推移質(zhì)河床變形方程:
(Gb)x+(γ′sΔA2)t=0
式中:Z為水位;
Q為流量;
Jf為能坡;
U為流速;
A為過水面積;
g為重力加速度;
S,S*分別為斷面平均含沙量及水流挾沙力,腳標(biāo)“i”為第i粒徑組;
Gb為推移質(zhì)輸沙率;
γ′s為干容重;
ΔA1、ΔA2分別為懸移質(zhì)和推移質(zhì)斷面沖淤面積;
B為水面寬度;
x為沿程距離;
t為時(shí)間;
ω為泥沙顆粒靜水沉速;
d為粒徑;
α為恢復(fù)飽和系數(shù)(淤積取值為0.25,沖刷取值為1.0)。
基于圣維南方程組,根據(jù)實(shí)際計(jì)算對(duì)基本方程組進(jìn)行了簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化假定將整個(gè)計(jì)算時(shí)段劃分成若干小的計(jì)算時(shí)段,將長(zhǎng)河段劃分為若干個(gè)短河段,且在計(jì)算時(shí)段內(nèi),短河段內(nèi)除ΔA以外,其他因子不變,即按恒定流考慮,而在不同時(shí)段不同河段各因子可以不同,并忽略微小量。推移質(zhì)輸沙率采用長(zhǎng)江科學(xué)院研究的推移質(zhì)輸沙經(jīng)驗(yàn)曲線求得。
求解方程組時(shí)采用非耦合解,每個(gè)計(jì)算時(shí)段分3步計(jì)算,首先推求水面線,算出各斷面的水力要素;第二步求各河段各組泥沙(包括推移質(zhì)和懸移質(zhì))的沖淤量;第三步修改橫斷面形態(tài)。
4? 泥沙淤積主要計(jì)算條件
(1) 計(jì)算河段及斷面。計(jì)算河段為扎拉壩址至庫(kù)尾河段,全長(zhǎng)約17.9 km,共劃分70個(gè)斷面,平均斷面間距0.26 km。
(2) 水沙代表系列。按照代表系列年的水沙平均值應(yīng)與多年平均值接近,典型年應(yīng)包括大水大沙、中水中沙、小水小沙等各種不同的來水來沙情況,代表系列應(yīng)具有連續(xù)性等原則。采用10 a滑動(dòng)平均法,統(tǒng)計(jì)分析了1979~2015年的水沙資料,選擇代表系列為1984~1993年水沙系列。1984~1993年典型系列壩址處年均徑流量較多年平均年徑流量偏離2.9%;年均輸沙量較多年平均輸沙量偏離1.2%,在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)與多年平均徑流量、輸沙量較為吻合(圖2)。該典型系列年包括了年水量的豐、中、枯及年輸沙量的大、中、小等多種類型的組合情況。
(3) 泥沙顆粒級(jí)配。根據(jù)壩址河段懸移質(zhì)泥沙取樣分析,中值粒徑為0.036 mm,平均粒徑為0.048 mm,最大粒徑為0.645 mm。根據(jù)壩址河段床沙取樣分析結(jié)果,左岸最大粒徑為296.1 mm,中值粒徑為162.0 mm;右岸最大粒徑為305.2 mm,中值粒徑為161.6 mm。
5? 調(diào)度方式初步研究
5.1? 庫(kù)區(qū)泥沙淤積量(含推移質(zhì))
扎拉水電站庫(kù)沙比約為10,泥沙問題較嚴(yán)重。建庫(kù)后,壩前正常蓄水位較天然情況抬高約54 m,改變了天然條件下的水流特性,降低了河道輸沙能力,引起泥沙大量落淤,庫(kù)區(qū)泥沙淤積發(fā)展迅速。各方案庫(kù)區(qū)泥沙淤積量見圖3,河道縱剖面變化分別見圖4~7。
由圖3可見,由方案1至方案4,各運(yùn)行年份水庫(kù)泥沙淤積量遞減,水庫(kù)運(yùn)行10 a末、30 a末、50 a末,方案2庫(kù)區(qū)泥沙總淤積量較方案1分別少2.5%,9.7%,10.0%;相同年份,方案3較方案2分別少55.8%,47.8%,27.4%,方案4較方案2分別減少53.5%,45.7%和25.5%。各方案各運(yùn)行年份水庫(kù)排沙比增大,水庫(kù)沖淤平衡年份均在運(yùn)行30~40 a 間。
從淤積分布看,各方案庫(kù)區(qū)泥沙淤積均呈三角洲形態(tài),方案1和方案2淤積發(fā)展較快,而方案3和方案4運(yùn)行至50 a末三角洲仍未到達(dá)壩前。
5.2? 壩前泥沙淤積高程
由圖4~7進(jìn)一步分析可知,由于汛期運(yùn)行水位相對(duì)較高,方案1淤積三角洲向壩前發(fā)展速度較方案2相對(duì)減緩,在淤積三角洲未到達(dá)壩前時(shí),方案1壩前深泓高程較方案2低,水庫(kù)運(yùn)行20 a末深泓高程分別為2 767.27 m和2 768.27 m;淤積三角洲到達(dá)壩前后,方案1壩前深泓高程較方案2高,50 a末深泓高程分別為2 804.80 m,2 803.09 m。方案3不同運(yùn)行年份壩前深泓高程為2 759.58~2 759.96 m,方案4不同運(yùn)行年份壩前深泓高程為2 759.53~2 759.85 m,變化均不大,基本可以做到“門前清”。
5.3? 調(diào)節(jié)庫(kù)容剩余比
水庫(kù)蓄水運(yùn)用后,庫(kù)區(qū)泥沙淤積必將引起水庫(kù)庫(kù)容的損失。各方案調(diào)節(jié)庫(kù)容剩余比見圖8。隨著運(yùn)行年份的增加,各方案調(diào)節(jié)庫(kù)容的剩余比基本呈減少趨勢(shì)。方案1~4調(diào)節(jié)庫(kù)容損失速率加快。相同運(yùn)行年份來看,方案1調(diào)節(jié)庫(kù)容剩余比最小,方案2和方案4次之,方案3損失最大,如水庫(kù)運(yùn)行10 a末、30 a末、50 a末,方案1調(diào)節(jié)庫(kù)容剩余比分別為89.0%,71.8%,71.0%,比方案2分別小4.7%,9.6%,5.8%,比方案3分別小6.9%,13.9%,9.0%,比方案4分別小4.1%,12.2%,5.3%。
5.4? 出庫(kù)含沙量
水庫(kù)興建后,大量泥沙攔蓄在庫(kù)內(nèi),出庫(kù)沙量減小、變細(xì)。隨著庫(kù)內(nèi)泥沙淤積不斷發(fā)展,出庫(kù)含沙量與出庫(kù)級(jí)配逐漸恢復(fù)。各方案出庫(kù)含沙量見圖9。由圖9可知,方案1和方案2由于汛期控制水位較高、泥沙淤積發(fā)展至壩前的速度減緩,出庫(kù)含沙量略小,至水庫(kù)泥沙沖淤平衡后,各方案出庫(kù)含沙量相差不大。
5.5? 方案選擇
從庫(kù)區(qū)泥沙淤積量、壩前泥沙淤積高程、調(diào)節(jié)庫(kù)容剩余比、出庫(kù)含沙量等方面比較了4個(gè)排沙調(diào)度運(yùn)行方案的水庫(kù)泥沙沖淤情況。方案3和方案4采用遇較大流量敞泄排沙的方式,對(duì)確保較大的調(diào)節(jié)庫(kù)容及電站進(jìn)水口前“門前清”、盡量減少粗顆粒泥沙過機(jī)、盡量減少水庫(kù)泥沙淤積對(duì)電站發(fā)電的影響等方面效果較好,方案2次之,方案1效果較差。
由于水庫(kù)特性及資料所限,在方案3和方案4研究過程中仍存在以下需進(jìn)一步研究的問題:
(1) 限于資料,本次初步研究采用的2012~2015年逐日水沙系列較短,代表性不足,尚需收集更長(zhǎng)時(shí)序資料以分析其代表性。
(2) 敞泄時(shí)由于只控制最大出庫(kù)流量,對(duì)庫(kù)水位下降幅度沒有限制,在入庫(kù)流量大于400 m3/s時(shí),庫(kù)水位從2 811.5 m降至2 780 m(400 m3/s相應(yīng)泄流能力),降低約31.5 m,用時(shí)約5 h,遠(yuǎn)超1 d庫(kù)水位下降不超過5 m的安全經(jīng)驗(yàn)值,可能影響水庫(kù)庫(kù)岸穩(wěn)定。若降水位過程中,庫(kù)水位下降幅度按5 m/d 控制,視入庫(kù)流量不同,庫(kù)水位降至2 780 m需時(shí)將超過6 d,對(duì)山區(qū)河流而言,洪水早已過壩。
鑒于方案3和方案4存在的問題,尤其是對(duì)庫(kù)岸安全穩(wěn)定的影響,本次研究以方案2作為水庫(kù)排沙運(yùn)行調(diào)度推薦方案,即在主汛期6~9月按排沙運(yùn)行控制水位2 811.5 m運(yùn)行,其他月份庫(kù)水位在正常蓄水位和死水位之間變動(dòng)。以上分析均按扎拉水電站單獨(dú)運(yùn)行考慮。實(shí)際上,扎拉水電站上游約17 km為銜接梯級(jí)碧土水電站,其死庫(kù)容約5 500萬m3,預(yù)計(jì)將與扎拉水電站同時(shí)建成,其較大的死庫(kù)容將攔下扎拉水電站絕大部分推移質(zhì)及部分懸移質(zhì),大大改善扎拉水電站的泥沙問題。
6? 結(jié)? 語
本文結(jié)合扎拉水電站工程特點(diǎn)及水沙特性,開展了汛期排沙運(yùn)行調(diào)度方式研究,從庫(kù)區(qū)泥沙淤積量、壩前泥沙淤積高程、調(diào)節(jié)庫(kù)容剩余比、出庫(kù)含沙量等方面比較了扎拉水電站單獨(dú)運(yùn)行時(shí),4個(gè)排沙調(diào)度運(yùn)行方案的水庫(kù)泥沙沖淤情況,分析表明,方案2能在主要來沙期固定水位排沙,既能較好排沙,又能兼顧發(fā)電,是一種合理可行的排沙運(yùn)行調(diào)度方式。研究成果可用于指導(dǎo)電站設(shè)計(jì)及水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行,也可為其他同類型電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)和調(diào)度運(yùn)行提供參考。鑒于實(shí)測(cè)水沙資料較少,下階段可在壩址附近繼續(xù)觀測(cè)水沙特性,并在此基礎(chǔ)上,采用具有一定代表性的水沙系列,在工程運(yùn)行前期階段進(jìn)一步研究汛期排沙運(yùn)行調(diào)度方式。同時(shí),在實(shí)際運(yùn)行調(diào)度中,可根據(jù)上游水電梯級(jí)攔沙情況,適時(shí)調(diào)整運(yùn)行調(diào)度方式。在水庫(kù)運(yùn)行后,定期測(cè)量水庫(kù)淤積地形,及時(shí)掌握水庫(kù)淤積狀況,為調(diào)整排沙調(diào)度運(yùn)行方式、實(shí)施排沙減沙措施提供依據(jù)。
參考文獻(xiàn):(補(bǔ)充《人民長(zhǎng)江》《水利水電快報(bào)》近3年發(fā)表文獻(xiàn)各1篇,并在文中按順序引用)
參考文獻(xiàn):
[1]? 姜利玲,董炳江,湯成友,等.長(zhǎng)江上游三峽水庫(kù)入庫(kù)泥沙沙峰傳播時(shí)間研究[J].人民長(zhǎng)江,2021,52(7):9-16.
[2]? 王芳芳,吳時(shí)強(qiáng),高昂,等.大古水電站壩前排沙運(yùn)行方式與排沙漏斗形態(tài)[J].水利水電科技進(jìn)展,2019,39(2):51-55,94.
[3]? 郭榮福,梁幸福,朱浩天,等.阿爾塔什水庫(kù)泥沙淤積規(guī)律研究[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2022(12):46-52,63.
[4]? 劉娜,李仲鈺,杜志水,等.瀾滄江烏弄龍水庫(kù)泥沙淤積及排沙運(yùn)行方式[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào),2020,36(3):357-361.
[5]? 蔡淑兵,安有貴,張利升.巴基斯坦卡洛特水電站運(yùn)行水位分析[J].水利水電快報(bào),2022,43(5):85-88,108.
[6]? 黃濤.烏魯瓦提水利樞紐工程泥沙調(diào)度方案研究[J].黑龍江水利科技,2020,48(2):68-72.
[7]? 吳樂平.兼顧排沙與發(fā)電效益的小浪底水庫(kù)水沙調(diào)度研究[D].鄭州:華北水利水電大學(xué),2019.
[8]? 張金良.多沙河流水庫(kù)"蓄清調(diào)渾"設(shè)計(jì)運(yùn)用研究進(jìn)展[J].人民黃河,2022,44(9):24-29.
[9]? 涂啟華,楊賚斐.泥沙設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2006.
[10]? 胡浩.新疆克孜爾水庫(kù)運(yùn)行庫(kù)水位對(duì)汛期排沙比的影響分析[J].廣西水利水電,2019(1):45-47.
[11]? 胡春宏.從三門峽到三峽我國(guó)工程泥沙學(xué)科的發(fā)展與思考[J].泥沙研究,2019,44(2):1-10.
[12]? 張金良,胡春宏,劉繼祥.多沙河流水庫(kù)"蓄清調(diào)渾"運(yùn)用方式及其設(shè)計(jì)技術(shù)[J].水利學(xué)報(bào),2022,53(1):1-10.
[13]? 盧金友,趙瑾瓊.長(zhǎng)江流域梯級(jí)樞紐泥沙調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),2021,38(1):1-7,26.
[14]? 魏向陽,楊會(huì)穎,孔純勝,等.小浪底水庫(kù)汛期低水位排沙調(diào)度實(shí)踐分析[J].人民黃河,2020,42(7):19-22,111.
[15]? 趙妮.新疆多泥沙河流水庫(kù)泥沙處理措施[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2020(1):147-151.
(編輯:李? 慧)
Study on operation and regulation mode of sediment discharge of Xizang Zhala Hydropower Station
MENG Mingxing1,SHEN Kunming2,ZHANG Lisheng1
(1.Changjiang Survey,Planning,Design and Research Co.,Ltd.,Wuhan 430010,China;
2.Hunan Lishui Hydro & Power Co.,Ltd.,Changsha 410000,China)
Abstract:
The main task of Zhala Hydropower Station is to generate electricity,and the problem of sediment accumulation in the reservoir is relatively serious. To study the sediment discharge scheduling methods that can effectively utilize the power generation benefits of reservoirs in the long term,four sediment discharge scheduling methods were studied based on the characteristics of reservoir water and sediment,such as no sediment discharge control water level scheme,sediment discharge control water level scheme,sediment discharge control water level plus short-term open discharge sediment scheme,and no sediment discharge control water level plus short-term open discharge sediment scheme. The results showed that the sediment discharge control water level scheme can fix the water level for sediment discharge during the main sediment season,which can effectively discharge sediment and generate power. It is a reasonable and feasible operation and scheduling method for sediment discharge. The research results can provide a reference for sediment scheduling of similar hydropower stations.
Key words:
reservoir sediment; sediment releasing operation; storing clear water and releasing muddy water; Zhala Hydropower Station; Xizang