瑪河流域水庫(kù)運(yùn)行現(xiàn)狀及優(yōu)化調(diào)度策略探討

吳文新

（新疆瑪納斯河流域管理處　新疆　石河子　832000）

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瑪河流域水庫(kù)運(yùn)行現(xiàn)狀及優(yōu)化調(diào)度策略探討

吳文新

（新疆瑪納斯河流域管理處新疆石河子832000）

摘要水庫(kù)作為水利工程中的重要組成部分，在防洪蓄水、發(fā)電、灌溉等方面發(fā)揮著積極作用。因此，水庫(kù)的運(yùn)行與管理關(guān)系到當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。文章針對(duì)新疆地區(qū)瑪納斯河流域的特殊性，通過(guò)對(duì)水文資料的分析整理，分析該流域水庫(kù)（如石門(mén)子水庫(kù)、大泉溝水庫(kù)等）的運(yùn)行現(xiàn)狀，總結(jié)其中存在的問(wèn)題，探究對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度的對(duì)策，從而達(dá)到使樞紐發(fā)揮最大的綜合效益的目的。

關(guān)鍵詞優(yōu)化調(diào)度；水庫(kù)；瑪納斯河

水資源是制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素之一。水庫(kù)作為水利的重要工程措施之一，通過(guò)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度，可以解決各用水部門(mén)之間的矛盾，經(jīng)濟(jì)合理地利用水資源及水能資源。同時(shí)，開(kāi)展水庫(kù)的優(yōu)化調(diào)度研究工作，可以提高水庫(kù)的管理水平，幾乎在不增加任何額外投資的條件下，便可獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益?；诖耍P者結(jié)合工作實(shí)踐體會(huì)，就瑪河流域水庫(kù)運(yùn)行現(xiàn)狀及優(yōu)化調(diào)度策略作如下探討。

1　優(yōu)化瑪河流域水庫(kù)調(diào)度的重要意義

1.1水庫(kù)的基本功能概述

在山谷、河道或低洼地區(qū)用擋水或泄水等水工建筑物形成的人工水域被稱為水庫(kù)。常用的擋水建筑物有壩、堤和水閘。水庫(kù)的功能主要在于調(diào)節(jié)徑流、集中落差和調(diào)整上游回水區(qū)內(nèi)水面比降，可以用來(lái)防洪、提供城鎮(zhèn)居民用水、農(nóng)作物灌溉、水力發(fā)電或改善航運(yùn)條件、發(fā)展養(yǎng)殖、旅游和改善環(huán)境等。

1.2瑪河流域水庫(kù)在促進(jìn)新疆地區(qū)發(fā)展中的作用

新疆是一個(gè)干旱少雨的地區(qū)，瑪納斯河流域全年降水量235mm.廣大灌區(qū)的工農(nóng)業(yè)用水主要來(lái)自天山山區(qū)的雪水。在這樣一個(gè)背景下如何更好地優(yōu)化水資源的調(diào)度，加快瑪納斯河流域經(jīng)濟(jì)更快更好的發(fā)展，意義深遠(yuǎn)。

瑪納斯河全年來(lái)水量13億m3/s。從每年4月來(lái)水量開(kāi)始增加，到6月進(jìn)入洪水期，9月中旬以后水量逐漸減少進(jìn)入枯水期。夏季的來(lái)水量占全年來(lái)水量的90%以上，枯水期與豐水期界限分明，如何平衡兩者之間的矛盾，更有效率的蓄水放水一直是我們不斷研究的課題。

特別是全球氣候變暖的趨勢(shì)下，2010年以后瑪納斯河年內(nèi)徑流、年際差別越來(lái)越大，加之社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的需求不斷加大，以及冬季冰凌、水污染等問(wèn)題。進(jìn)一步凸顯出優(yōu)化水庫(kù)調(diào)度的重要戰(zhàn)略意義。我們必須改變將水庫(kù)調(diào)度的功能單一地定位為防洪調(diào)度的觀念，要優(yōu)化水庫(kù)調(diào)度體制，加強(qiáng)防洪安全保障、優(yōu)化資源配置，發(fā)揮出水庫(kù)的綜合效益，保證地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2　瑪河流域水文特征及對(duì)水庫(kù)調(diào)度的影響分析

2.15月～7月汛期水文特征及對(duì)水庫(kù)調(diào)度的影響

瑪納斯河流域水庫(kù)汛期通常為5月～7月，年內(nèi)最大洪水集中發(fā)生在5月～9月。洪峰源于上游山區(qū)的融雪水與夏季暴雨引起的洪水疊加而形成的混合型洪水，主要以融雪水為主。每年5月以后，隨著天氣日漸轉(zhuǎn)暖，上游來(lái)水量逐漸增大，水庫(kù)水位下降趨勢(shì)減緩并轉(zhuǎn)為逐漸回升。從3、4月份開(kāi)始山區(qū)以及河道內(nèi)積雪開(kāi)始融化，水中攜帶大量泥沙，這時(shí)的水質(zhì)太差大多為紅色或暗黑色。這一時(shí)段具有兩個(gè)特征：一是泥沙含量太大，造成淤積，泥沙淤積長(zhǎng)期以來(lái)一直是該流域水庫(kù)面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題。昌吉州的頭屯河水庫(kù)就是由于淤積，造成水庫(kù)的半癱瘓狀態(tài)?，敽拥母鱾€(gè)水庫(kù)一直積極采取辦法，利用各種方法來(lái)進(jìn)行排沙，效果顯著；二是來(lái)水隨機(jī)性大。我們把3、4月份的突發(fā)性來(lái)水叫“二流子水”，這一時(shí)段，總水量不大但是水頭較高，具有一定的危害性，需要在工作中謹(jǐn)慎運(yùn)行。這一時(shí)期，下游開(kāi)始春灌用水。具體調(diào)度過(guò)程是，當(dāng)上游來(lái)水量大于下游需水流量時(shí)，下泄流量按下游用水要求進(jìn)行控制；當(dāng)上游來(lái)水量小于下游需水流量時(shí)，加強(qiáng)與下游用水單位聯(lián)系，實(shí)施科學(xué)調(diào)度，滿足下游供水。

2.26月～9月主汛期水文特征及對(duì)水庫(kù)調(diào)度的影響

通常6月中旬～9月上旬為主汛期，這一時(shí)段的主要特征有以下兩個(gè)方面：1大量漂浮物?，敽釉己拥乐?chē)写罅康闹脖缓蜆?shù)木，遇到水量較大時(shí)期，在洪水淹沒(méi)地區(qū)，會(huì)有大量的樹(shù)木隨著洪水沖下來(lái)。經(jīng)常會(huì)造成水庫(kù)泄洪道阻塞，同時(shí)對(duì)水工建筑物造成損害。與春季相比，主汛期來(lái)水量大并且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，相應(yīng)攜帶的泥沙量也大。這一時(shí)段相應(yīng)加大了泥沙的測(cè)驗(yàn)任務(wù)，根據(jù)泥沙量的變化進(jìn)行排沙。2洪峰主要集中時(shí)期。6月～9月是來(lái)水量較為集中的時(shí)期，對(duì)于水庫(kù)的洪水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度都是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。主汛期過(guò)后上游水量逐漸減小，到了11月中旬水庫(kù)開(kāi)始結(jié)冰，上游開(kāi)始出現(xiàn)冰凌。這一時(shí)段開(kāi)始了冬季運(yùn)行?？偟膩?lái)說(shuō)冬季運(yùn)行相比較夏季較為平緩。

3　瑪河流域水庫(kù)現(xiàn)階段調(diào)度存在的問(wèn)題及優(yōu)化策略

3.1瑪河流域水庫(kù)現(xiàn)階段調(diào)度存在的問(wèn)題分析

由于全球氣候變暖，加上環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，使得惡劣的天氣經(jīng)常出現(xiàn)，近年來(lái)瑪納斯河流域徑流量年內(nèi)、年際差別明顯增大，出現(xiàn)了防洪、發(fā)電、灌溉、以及生態(tài)用水等諸多矛盾。這幾年通過(guò)重新調(diào)整治水思路和防洪理念，瑪河流域在方案制定、信息資源整合、調(diào)度機(jī)制方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但也存在一些問(wèn)題與不足，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1.1洪水預(yù)報(bào)精度差

瑪納斯河流域洪水預(yù)報(bào)主要有自治區(qū)水文局提供。目前，在全流域方面，對(duì)雨水情況監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)整體上還不是很完善，技術(shù)設(shè)備難以跟上導(dǎo)致對(duì)洪水的預(yù)報(bào)不夠精準(zhǔn)，其預(yù)測(cè)日期不能滿足實(shí)際要求。并且，在瑪納斯河流域內(nèi)的水庫(kù)缺乏健全的調(diào)度機(jī)制，大都只能根據(jù)壩前水位進(jìn)行調(diào)度，具有很大的隨意性，洪水過(guò)程往往存在流量跳躍式增減，不易預(yù)測(cè)和掌握，極大地增加了洪水預(yù)報(bào)的難度。

3.1.2水庫(kù)工程性能差，容量較小

目前，瑪納斯河流域已建成庫(kù)容在1.0 億m3以上的大型水庫(kù)1座（大泉溝水庫(kù)），1000萬(wàn)m3至0.9億m3有3座.正在建造的肯斯瓦特水庫(kù)超過(guò)1.0億m3以上?，敽酉掠蔚乃畮?kù)大多建造于上個(gè)世紀(jì)50年代，大多已經(jīng)運(yùn)行了半個(gè)世紀(jì)，工程嚴(yán)重老化，水工建筑物工作能力、水庫(kù)的容量已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求。突出表現(xiàn)為：一是水庫(kù)裝機(jī)型號(hào)和規(guī)模不滿足調(diào)度需求。二是工程泄流設(shè)施操作靈活性差。三是水庫(kù)下游河道泄洪不暢。這一現(xiàn)狀不利于水庫(kù)進(jìn)行正常調(diào)度。

3.1.3工程業(yè)主多元化協(xié)調(diào)困難

經(jīng)過(guò)不斷開(kāi)發(fā)流域梯級(jí)和改進(jìn)水管體制，瑪納斯河流域的業(yè)主和主管部門(mén)更加多元化，使得矛盾加劇。各水庫(kù)、電站所屬的部門(mén)都不相同，并且沒(méi)有合理的協(xié)調(diào)措施，使得在調(diào)度過(guò)程中，各部門(mén)因?yàn)樽陨淼睦娑鴧f(xié)調(diào)不暢。

3.2瑪河流域水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的對(duì)策與建議

水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的研究是一個(gè)多階段決策過(guò)程，是在常規(guī)調(diào)度和系統(tǒng)工程的一些優(yōu)化理論及技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。根據(jù)瑪納斯河流域水庫(kù)調(diào)度的具體情況，為了保證水庫(kù)調(diào)度體制完善、資源利用高效，筆者認(rèn)為，在以后的工作中，可從以下幾方面開(kāi)展工作來(lái)優(yōu)化調(diào)度：

3.2.1提高預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平

迅速精準(zhǔn)地獲得實(shí)時(shí)信息，并進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)，才能制定出合理的調(diào)度方案，保證調(diào)度的效果。目前應(yīng)站在全流域的層面，加強(qiáng)三個(gè)方面的工作：一是在水文局目前的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)為前提，整合信息資源，確保信息的代表性、及時(shí)性和安全性。二是在條件允許的情況下積極開(kāi)發(fā)流域洪水預(yù)報(bào)、調(diào)度系統(tǒng)，建立流域洪水調(diào)度決策平臺(tái)。三是切實(shí)加強(qiáng)信息資源的共享，同時(shí)，要重點(diǎn)研究氣象和水文預(yù)報(bào)技術(shù)，提高預(yù)報(bào)成果質(zhì)量。

3.2.2加強(qiáng)工程措施建設(shè)

優(yōu)質(zhì)的工程設(shè)施是實(shí)現(xiàn)水庫(kù)科學(xué)調(diào)度的物質(zhì)前提。當(dāng)前水庫(kù)工程比較陳舊，設(shè)備年代久遠(yuǎn)，不符合新時(shí)期的調(diào)度要求，所以要加強(qiáng)對(duì)工程治理的改造：首先，要對(duì)水庫(kù)設(shè)施進(jìn)行更新和改造，注重閘門(mén)啟閉設(shè)備的保養(yǎng)，以保證設(shè)備可以有效運(yùn)作并實(shí)現(xiàn)靈活操控；其次，要加強(qiáng)河道的整治工作，加強(qiáng)河道的泄洪能力。

3.2.3強(qiáng)化協(xié)調(diào)機(jī)制

近年來(lái)，通過(guò)總結(jié)水庫(kù)的調(diào)度經(jīng)驗(yàn)，我們改進(jìn)了水庫(kù)的調(diào)度方案，獲得了顯著的成果，如瑪河上游石門(mén)子水庫(kù)2008年實(shí)施動(dòng)態(tài)控制以來(lái)，水庫(kù)連續(xù)4年年度水量利用率都達(dá)95%以上。在今后的工作中應(yīng)當(dāng)繼續(xù)優(yōu)化調(diào)度方案，在確保防洪安全的前提下，統(tǒng)籌水庫(kù)汛末蓄水要求，強(qiáng)化水資源調(diào)度研究。由于水庫(kù)的調(diào)度涉及面比較廣泛，為了保證調(diào)度決策正確可行，增強(qiáng)調(diào)度效益，就要建立完善的水庫(kù)調(diào)度協(xié)調(diào)體系。重點(diǎn)是要加強(qiáng)民主機(jī)制，多采納防汛、氣象等各部門(mén)的建議，并在防汛部門(mén)實(shí)行的調(diào)度方案為前提，加強(qiáng)實(shí)時(shí)調(diào)度，加強(qiáng)水力資源的利用。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上，對(duì)于水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度方案的研究，國(guó)內(nèi)外有很多的文章進(jìn)行了闡述，仁者見(jiàn)仁智者見(jiàn)智。不同的地區(qū)不同的水庫(kù)肯定會(huì)有不同的優(yōu)化調(diào)度方案。本文對(duì)瑪納斯河流域水庫(kù)調(diào)度現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出要強(qiáng)化水資源時(shí)空調(diào)配，提高水資源綜合利用水平的具體對(duì)策。以希望在確保防洪安全的前提下，最大限度地發(fā)揮水庫(kù)的綜合利用效益，對(duì)水資源的合理利用具有一定的參考意義。陜西水利

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（責(zé)任編輯：闕嘉雯）

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