迪慶州小中甸水庫(kù)調(diào)度研究

王 彪，李 雷，江初卓瑪

（云南省迪慶州小中甸水庫(kù)管理局，云南 迪慶，674499）

1 基本情況

小中甸水庫(kù)是碩多崗流域規(guī)劃的龍頭水庫(kù)，位于云南省迪慶藏族自治州香格里拉市小中甸鎮(zhèn)境內(nèi)?？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(kù)總庫(kù)容 1.547 8 億 m3，死庫(kù)容 0.269 0 億 m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容1.273 2億m3，為年調(diào)節(jié)水庫(kù)。正常蓄水位3 235.0 m，死水位3 212.5 m。壩后電站裝機(jī)容量為2×9 MW，機(jī)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。

2 水文特性

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(rùn)常綠闊葉林、云南松和灌木草叢。流域?yàn)槊黠@的垂直性氣候，由于山形多變，水汽輸送不均勻，點(diǎn)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(zhǎng)達(dá)9 個(gè)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(dá)30℃以上，最低氣溫約15℃。流域內(nèi)降水時(shí)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(shì)。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(bǔ)給，枯水季節(jié)主要靠融雪及深層地下水補(bǔ)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。

3 流域梯級(jí)電站主要技術(shù)參數(shù)

流域內(nèi)梯級(jí)水電站基本技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 流域梯級(jí)電站主要技術(shù)參數(shù)Table 1 Main technical parameters of cascade hydropower stations in the river basin

4 水庫(kù)調(diào)度原則

小中甸水利樞紐工程以發(fā)電和生態(tài)保護(hù)為主要建設(shè)任務(wù)，同時(shí)兼顧城鄉(xiāng)供水、防洪及農(nóng)業(yè)灌溉等綜合利用功能，小中甸水庫(kù)的建設(shè)使得碩多崗河流域具備了較好的調(diào)節(jié)及防洪能力，小中甸水庫(kù)調(diào)度遵循以下基本原則：

（1）安全原則。水庫(kù)調(diào)度優(yōu)先保證樞紐工程安全，按規(guī)定滿足其他防護(hù)對(duì)象的安全要求。當(dāng)樞紐工程安全與水庫(kù)調(diào)度發(fā)電等要求有矛盾時(shí)，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(kù)調(diào)節(jié)運(yùn)行水位為3 212.5～3 235.0 m，可調(diào)節(jié)水位22.5 m，水位調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)避免陡漲陡落對(duì)水工建筑物及庫(kù)區(qū)邊坡的損壞，調(diào)節(jié)水庫(kù)水位變化速率不宜過大。

（3）流域聯(lián)調(diào)原則。在保證安全的前提下，利用水庫(kù)的調(diào)蓄能力，積極優(yōu)化調(diào)度，使發(fā)電效益、農(nóng)業(yè)灌溉、防洪調(diào)度和社會(huì)效益等綜合效益最大化。

（4）統(tǒng)籌協(xié)調(diào)原則。在汛期窩電嚴(yán)重的情況下，統(tǒng)籌考慮，與當(dāng)?shù)卣?、能源監(jiān)管部門、電網(wǎng)公司積極協(xié)調(diào)，處理好流域發(fā)電、窩電、防洪、蓄水之間的矛盾關(guān)系。

2019年小中甸水庫(kù)調(diào)度過程線見圖1。

圖1 2019年小中甸水庫(kù)調(diào)度過程線Fig.1 Xiaozhongdian reservoir operation in 2019

5 水庫(kù)水位優(yōu)化控制目標(biāo)

（1）汛前：將小中甸水庫(kù)水位拉至3 212.5 m 運(yùn)行，既能對(duì)下游梯級(jí)電站進(jìn)行補(bǔ)水發(fā)電及灌溉，又能保證在汛前騰出庫(kù)容，對(duì)汛期洪水進(jìn)行調(diào)洪。

（2）汛中：保證小中甸水庫(kù)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(kù)容，確保大壩運(yùn)行安全，杜絕不合理?xiàng)壦?/p>

（3）汛后：保證小中甸水庫(kù)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(kù)對(duì)下游梯級(jí)電站的補(bǔ)水計(jì)劃。

（4）年底：按照小中甸水庫(kù)調(diào)度方案，考慮最大限度減少小中甸水庫(kù)庫(kù)區(qū)蒸發(fā)、下滲損失及次年檢修安排，計(jì)劃將小中甸水庫(kù)水位拉至3 227.0 m，以確保小中甸水庫(kù)水位在次年汛前能夠達(dá)到死水位，充分利用其調(diào)蓄能力。

6 防洪調(diào)度規(guī)則

6.1 泥沙調(diào)度

根據(jù)小中甸水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)報(bào)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(qiáng)度一般不大。根據(jù)水庫(kù)淹沒要求，選取水庫(kù)建成運(yùn)行20年的淤積情況進(jìn)行淤積回水計(jì)算，小中甸水庫(kù)建成運(yùn)行20年累計(jì)入庫(kù)懸移質(zhì)沙量為645萬(wàn)m3，推移質(zhì)為135萬(wàn)m3，計(jì)算中采用20%懸移質(zhì)淤積在壩前段，其余80%參加三角洲淤積。小中甸水庫(kù)入庫(kù)沙量較少，而水庫(kù)庫(kù)容相對(duì)較大?！币虼?，小中甸大壩在設(shè)計(jì)中并未考慮輸沙設(shè)施，實(shí)際大壩也未建設(shè)沖沙閘等輸沙設(shè)施，故防洪調(diào)度不考慮泥沙調(diào)度。

6.2 超標(biāo)洪水調(diào)度

超標(biāo)洪水是指超過安全標(biāo)準(zhǔn)的洪水，包括超過水庫(kù)大壩安全的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)及超過下游防洪對(duì)象的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 各電站洪水標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Flood standards of each power station

6.3 汛期下泄流量

汛期小中甸水庫(kù)下泄流量控制見表3。

表3 小中甸水庫(kù)汛期下泄流量控制表Table 3 Control of outflow of Xiaozhongdian reservoir during flood period

7 水情測(cè)報(bào)、水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)

7.1 水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)情況

碩多崗河流域目前已建成水情系統(tǒng)。碩多崗河梯級(jí)水電站水情系統(tǒng)是一項(xiàng)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(yù)報(bào)于一體的多學(xué)科的系統(tǒng)性建設(shè)工程，涉及水文預(yù)報(bào)、通信自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及防雷等技術(shù)領(lǐng)域。水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)（一期）項(xiàng)目由1 個(gè)中心站、25 個(gè)遙測(cè)站組成，其中水位站 2 個(gè)、水文站 7 個(gè)、雨量站 13 個(gè)、閘位站3 個(gè)；水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)（二期）項(xiàng)目包括1 套小中甸水庫(kù)管理局水情中心站、1 套小中甸水庫(kù)管理局會(huì)議室設(shè)備、1 套碩多崗河水情集控中心數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站、1套小中甸水庫(kù)管理房視屏監(jiān)控系統(tǒng)，新建3 個(gè)水情自動(dòng)遙測(cè)站，整改1 個(gè)原有水情遙測(cè)站，搬遷1 個(gè)遙測(cè)站，修建3 個(gè)測(cè)流斷面，人工測(cè)量6個(gè)斷面，人工測(cè)量6 個(gè)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(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)目前已合并運(yùn)行，自投運(yùn)至今運(yùn)行狀況良好。

7.2 水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)情況

碩多崗河流域及水庫(kù)水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)已于2017年投入試運(yùn)行。依托水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)，能更加科學(xué)、合理地指導(dǎo)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度工作，切實(shí)提高水能利用率，降低耗水率，杜絕不合理?xiàng)壦F(xiàn)象。

7.3 提高來水預(yù)測(cè)水平，夯實(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行基礎(chǔ)

一是根據(jù)汛期流域降雨過程復(fù)雜多變的特點(diǎn)，防汛小組成員輪流值班，24 h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流域水雨情變化，以便及時(shí)提出各梯級(jí)電站優(yōu)化建議；二是積極研究流域水文特征，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)上的各級(jí)天氣預(yù)報(bào)，進(jìn)一步提高來水預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率；三是由水情工作人員加強(qiáng)對(duì)各水情測(cè)站的設(shè)備管理，確保各站點(diǎn)的正常運(yùn)行，切實(shí)提高水情系統(tǒng)可靠性；四是加強(qiáng)與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的聯(lián)系，與迪慶州氣象局簽訂氣象預(yù)報(bào)服務(wù)協(xié)議，進(jìn)一步提高氣象預(yù)報(bào)、來水預(yù)測(cè)精度，為公司做好水庫(kù)調(diào)度工作提供數(shù)據(jù)支撐。

7.4 加強(qiáng)流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)控，降低流域棄水風(fēng)險(xiǎn)

加強(qiáng)與電網(wǎng)及流域內(nèi)所屬支流電站的溝通聯(lián)系，實(shí)時(shí)掌握支流花椒坡電站水庫(kù)動(dòng)態(tài)及負(fù)荷變化，形成流域水庫(kù)群以小中甸水庫(kù)為流域主調(diào)節(jié)，吉沙微調(diào)，沖江河、螺絲灣聯(lián)合調(diào)控的方式，實(shí)行多級(jí)調(diào)節(jié)，進(jìn)一步強(qiáng)化流域水庫(kù)調(diào)控能力，降低流域棄水風(fēng)險(xiǎn)。

8 結(jié)語(yǔ)

水庫(kù)調(diào)度牽涉面廣，涉及利益部門多，為確保調(diào)度決策科學(xué)，優(yōu)化調(diào)度實(shí)現(xiàn)效益最大化，建立健全水庫(kù)調(diào)度協(xié)調(diào)機(jī)制尤為重要。一是要完善民主會(huì)商、實(shí)時(shí)調(diào)度機(jī)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(zhǔn)的調(diào)度方案為基礎(chǔ)，強(qiáng)化實(shí)時(shí)調(diào)度，提高水資源利用效益；二是要積極探索調(diào)度補(bǔ)償機(jī)制，建立水庫(kù)上下游和梯級(jí)水庫(kù)群之間的聯(lián)合調(diào)度機(jī)制，以及防洪、發(fā)電、灌溉、供水、旅游等利益相關(guān)部門的協(xié)作機(jī)制，出臺(tái)相應(yīng)利益補(bǔ)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(kù)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(kù)群的防洪減災(zāi)作用；四是水庫(kù)在促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及防洪方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此水庫(kù)管理部門應(yīng)將水庫(kù)運(yùn)行管理及調(diào)度工作作為重點(diǎn)認(rèn)真落實(shí)；五是保證在水庫(kù)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，針對(duì)管理及調(diào)度體制存在的問題積極尋找有效解決措施，以提高水庫(kù)抵御自然災(zāi)害的能力，延長(zhǎng)水庫(kù)的使用壽命，使水庫(kù)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人們正常的生產(chǎn)生活發(fā)揮應(yīng)有的作用。