论文部分内容阅读
一、背景介绍
（一）长潭水库调节性能特点
长潭水库位于广东省蕉岭县境内蕉城镇西北约6km，以发电为主，兼顾灌溉、防洪、航运等综合利用水利枢纽，长潭水库按百年洪水设计，属季调节水库。汛期，由于受水库库容小、调节性能差的制约，汛期库水位暴涨暴落，而下游河道堤防抗洪能力低，长潭水库在历年的洪水调度过程中，防洪压力大，泄洪闸门动作非常频繁。下游新铺镇以上堤围防洪标准为二十年一遇，河道安全泄量为1800m。/s。近年来，下游河堤经过不断整治，但新铺段防洪标准依然较低，当河道流量超过1500m3/s时洪水开始漫上街道，当河道流量超过1800m3/s时就开始受灾。枯水期，供水任务繁重，要满足下游9.8万多亩农田的灌溉用水、0.78万亩鱼塘的用水需求以及下游居民的生产生活用水，基本要求10m3/s的不间断供水。长潭水库属于不完全季调节水库，库容系数为0.032，介于年调节和周调节之间，是洪水风险调度的最佳实施对象，由于具有一定的调节性能，洪水期风险调度更容易获得收益，尤其是兴利库容与防洪库容部分结合，容易灵活制定调度策略，且水库有足够的下泄能力能预防突发事件所带来的风险。
（二）外部条件的准备
2005年前，长潭电站由广东省电力调度中心调度，在电网中主要承担调峰、调频和事故备用的功能。2006年起，长潭电站的调度权全部移交至梅州供电局调控中心调度.由于电网不断改造后容量的增大，使得长潭水电站在电网运行中调峰的功能减弱，从而電站具备了开展优化运行的外部条件。2002年电力体制改革后成立粤电集团公司，长潭发电公司开始公司制运营，自主经营，自负盈亏，由于电站发电能力有限，公司经常处于盈亏边缘。为了扭转公司经营的不利局面，企业开始内部挖潜，积极开展水库、机组优化运行工作。在实现水库防洪安全的前提下，充分利用洪水资源，采取合规、合理的技术手段，充分利用洪水增加发电量。
二、季调节水库的优化调度方案
（一）创新发电运行计划管理
自2006年1月长潭水库调度权下放梅州地调以后，长潭发电公司改进发电调度机制，优化水库运行方式，采取“月计划，周调整，日跟踪”的调度方式，即在月度发电计划的基础上，按周实际水情沟通地调进行调整并产生周计划，每日值班员微调并跟踪落实发电计划的实施情况。此运行方式有效保证了水库调度人员对水库运行水位的实时合理控制，使水库安全、经济运行。
（二）及时获取流域气象信息
为了全面、及时地掌握长潭水库流域的实时降雨信息和气象信息，充分利用当地气象部门的雨情和气象信息资源，提高长潭水库防灾抗灾、趋利避害的能力，保证安全生产和提高经济效益，针对长潭流域，长潭发电公司与广东省中心气象台联合开发长潭气象预警系统，实现了对长潭水库流域的数字化气象预报、预警。具体如下：（1）针对长潭水库库区短时预报：基于多普勒雷达资料的0～6小时定量降水预报每小时发一次：基于数值预报的未来7～24小时长潭水库库区集雨面雨量预报。对突发强对流危险天气预报，主要对未来3小时有可能影响长潭水库库区的雷雨大风、短时强降水、冰雹和雷电等强对流天气进行人工监控，提前0.5～3小时发出危险天气预警。（2）针对长潭水库库区未来（3～7天）中短期预报，提供长潭水库库区范围未来2～7天面雨量预报预报，每24小时一个雨量值。每天提供两次，分别是08：00前提供未来3天预报，17：00前提供未来7天预报提供。（3）针对长潭水库库区的旬预报：长潭水库库区未来10天天气展望，主要描述旬降雨过程和量级，发布时间上旬末2天前。（4）针对长潭水库库区的月度天气预报：夏：降水过程出现时间、级别、月雨量、月雨量距平百分率、月平均温度、月平均温度距平、月最高温度等预报;冬：包括冷空气影响时段、强度及降温情况、降水过程出现时间、级别、月雨量、月雨量距平百分率、月平均温度、月平均温度距平、月最低温度等预报，可能出现的热带气旋、寒潮、霜冻、低温阴雨、暴雨等灾害天气的趋势预报。
（三）强化对流域内主要水利工程的水情监测
近年来长潭流域内建成东留水库、石磺峰水库、下坝水库、竹岭水库及一系列径流式小水电站，控制了长潭流域面积的85%，由于其调蓄影响和调度的任意性，导致洪水预报精度比较低，洪水调度复杂。长潭发电公司在流域内有调蓄能力的东留水库、石磺峰水库、下坝水库建立了水位站，实时监测其库水位、尾水位的变化情况，同时在上述电站的泄洪闸上安装闸位计，监控其弃水情况。
（四）确保水情自动测报系统和防汛调度决策系统可靠运行
公司应优先为水情自动测报系统的巡检维护提供资源、交通等方面的支持，确保水工水务班按规定及时、全面地完成水情自动测报系统的巡检维护工作。遇故障水工水务班及时组织人员排除，保障系统可靠运行。水工水务班按规定加强对防汛调度决策系统的检查和维护，保证系统可靠运行。
（五）加强汛期值班
合理安排人员进行水情值班。具体如下：（1）进入汛期（广东省一般指每年4.15—10.15日，当上级三防部门有文件要求时按文件要求执行）后，必须安排水库调度值班员进行水情值班。（2）遇特殊情况，要从安全的角度出发，根据需要，由水工水务班灵活安排人员值班，如开汛比较早，值班时间要灵活提前。（3）在洪水或泄洪期间，必须24小时值班。（4）上级部门有文件、通知时，则按照上级有关文件、通知执行。（5）遇重大水情或洪水标准超过十年一遇时，应有公司防汛领导小组成员带岗值班。
（六）发电预泄
水库调度值班员应加强汛期值班，及时发现流域内的雨情、水情，并做好洪水预报，预计水位将接近或超过144.00m时，果断决策，及时安排（或增加）机组发电，实施发电预泄，以增加发电量，尽量减少水库弃水。受台风影响时，应根据台风的实际发展的情况及时跟进并进行发电预泄.有助于增加发电量、提高水库的防洪能力、减少水库弃水。 （七）保证机组检修（维修）质量
运维部及时做好发电设备消缺和检修工作，提高机组检修质量，做到“应修必修，修必修好”，保证机组处于良好状态，确保洪水期能满负荷发电运行，减少水库弃水。
三、方案具体落实措施
（一）汛期
相对稳定时，尽量将水库水位控制在142.00～142.50m左右（防洪限制水位144.00m），使实际发电水头接近机组设计水头（42m），使机组高水头、高效率运行。前、中汛期4—7月：遇强对流等强降雨预报，及时结合实际天气、流域来水、上游水库蓄水、流域地下含水量等情况综合考虑，合理实施发电预泄，以充分利用后续的洪水资源多发电：发电预泄后无洪水发生时，应及时停止发电，将水库水位蓄回至142.00～142.50m左右，除非天氣预报很明确三天到一周均为晴朗天气，水位可以抬高到143.00m左右（一般控制在142.50m），如天气预报属于不稳定的天气系统时，适当、主动降低库水位以策安全：洪水调度过程中，在天气基本稳定，无继续降雨的情况下，拦蓄洪尾到145m左右后全速下降水位至144.00m以下，以备调蓄后续洪水：非调洪期控制不出现水库超汛限水位的情况。后汛期8—10月：遇台风等强降雨预报，及时根据实际天气、流域来水、上游水库蓄水、流域地下含水量等情况综合考虑，分时段、阶梯性的预腾水库库容，合理实施发电预泄（因台风从产生到发展加强的速度较慢，合理控制水库发电预泄的速度和水位，随台风发展加强的情况和台风路径变化情况实时调整），在满足防洪调度的前提下，争取最大的发电收益;发电预泄后无洪水发生时，及时停止发电，将水库水位蓄回至接近142.50m，降低发电耗水;在洪水调度过程中，在天气基本稳定，无后续降雨的情况下，拦蓄洪尾到147.00m左右后全速下降水位至144.00m以下，以备调蓄后续洪水：汛末及时根据实际天气、流域来水、上游水库蓄水、流域地下含水量等情况综合考虑，合理选择回蓄时间（必要时可提前）回蓄水位。
（二）非汛期
尽量高水位运行，以保证下游的灌溉、用水需求，同时提高发电运行水头。11月至次年2月：水位上升到接近148m后，回调到146.30m以下运行（不长期影响村头坝发电），长潭水库视天气情况尽力维持控制水位运行。3月份：水位缓慢下降，至3月底降至142.50m左右运行。
四、结语
本文在研究了长潭水库的蓄水能力和调节性能特点的基础上，积极开展水库、机组优化运行工作。在实现确保大坝与下游防洪安全的基础上，充分利用洪水资源，采取合规、合理的技术手段，可在洪水来临之前实行合理的发电预泄进行腾空库容，在增加发电量的同时增大水库的防洪库容，增强调蓄能力，尽量减少水库弃水，在洪水过后，在天气明显转晴时征得三方同意后适时、适量拦蓄洪尾增加发电量，既能保证防洪安全，又达到充分利用洪水资源的目的，是一种合理的调度方式。
（一）长潭水库调节性能特点
长潭水库位于广东省蕉岭县境内蕉城镇西北约6km，以发电为主，兼顾灌溉、防洪、航运等综合利用水利枢纽，长潭水库按百年洪水设计，属季调节水库。汛期，由于受水库库容小、调节性能差的制约，汛期库水位暴涨暴落，而下游河道堤防抗洪能力低，长潭水库在历年的洪水调度过程中，防洪压力大，泄洪闸门动作非常频繁。下游新铺镇以上堤围防洪标准为二十年一遇，河道安全泄量为1800m。/s。近年来，下游河堤经过不断整治，但新铺段防洪标准依然较低，当河道流量超过1500m3/s时洪水开始漫上街道，当河道流量超过1800m3/s时就开始受灾。枯水期，供水任务繁重，要满足下游9.8万多亩农田的灌溉用水、0.78万亩鱼塘的用水需求以及下游居民的生产生活用水，基本要求10m3/s的不间断供水。长潭水库属于不完全季调节水库，库容系数为0.032，介于年调节和周调节之间，是洪水风险调度的最佳实施对象，由于具有一定的调节性能，洪水期风险调度更容易获得收益，尤其是兴利库容与防洪库容部分结合，容易灵活制定调度策略，且水库有足够的下泄能力能预防突发事件所带来的风险。
（二）外部条件的准备
2005年前，长潭电站由广东省电力调度中心调度，在电网中主要承担调峰、调频和事故备用的功能。2006年起，长潭电站的调度权全部移交至梅州供电局调控中心调度.由于电网不断改造后容量的增大，使得长潭水电站在电网运行中调峰的功能减弱，从而電站具备了开展优化运行的外部条件。2002年电力体制改革后成立粤电集团公司，长潭发电公司开始公司制运营，自主经营，自负盈亏，由于电站发电能力有限，公司经常处于盈亏边缘。为了扭转公司经营的不利局面，企业开始内部挖潜，积极开展水库、机组优化运行工作。在实现水库防洪安全的前提下，充分利用洪水资源，采取合规、合理的技术手段，充分利用洪水增加发电量。
二、季调节水库的优化调度方案
（一）创新发电运行计划管理
自2006年1月长潭水库调度权下放梅州地调以后，长潭发电公司改进发电调度机制，优化水库运行方式，采取“月计划，周调整，日跟踪”的调度方式，即在月度发电计划的基础上，按周实际水情沟通地调进行调整并产生周计划，每日值班员微调并跟踪落实发电计划的实施情况。此运行方式有效保证了水库调度人员对水库运行水位的实时合理控制，使水库安全、经济运行。
（二）及时获取流域气象信息
为了全面、及时地掌握长潭水库流域的实时降雨信息和气象信息，充分利用当地气象部门的雨情和气象信息资源，提高长潭水库防灾抗灾、趋利避害的能力，保证安全生产和提高经济效益，针对长潭流域，长潭发电公司与广东省中心气象台联合开发长潭气象预警系统，实现了对长潭水库流域的数字化气象预报、预警。具体如下：（1）针对长潭水库库区短时预报：基于多普勒雷达资料的0～6小时定量降水预报每小时发一次：基于数值预报的未来7～24小时长潭水库库区集雨面雨量预报。对突发强对流危险天气预报，主要对未来3小时有可能影响长潭水库库区的雷雨大风、短时强降水、冰雹和雷电等强对流天气进行人工监控，提前0.5～3小时发出危险天气预警。（2）针对长潭水库库区未来（3～7天）中短期预报，提供长潭水库库区范围未来2～7天面雨量预报预报，每24小时一个雨量值。每天提供两次，分别是08：00前提供未来3天预报，17：00前提供未来7天预报提供。（3）针对长潭水库库区的旬预报：长潭水库库区未来10天天气展望，主要描述旬降雨过程和量级，发布时间上旬末2天前。（4）针对长潭水库库区的月度天气预报：夏：降水过程出现时间、级别、月雨量、月雨量距平百分率、月平均温度、月平均温度距平、月最高温度等预报;冬：包括冷空气影响时段、强度及降温情况、降水过程出现时间、级别、月雨量、月雨量距平百分率、月平均温度、月平均温度距平、月最低温度等预报，可能出现的热带气旋、寒潮、霜冻、低温阴雨、暴雨等灾害天气的趋势预报。
（三）强化对流域内主要水利工程的水情监测
近年来长潭流域内建成东留水库、石磺峰水库、下坝水库、竹岭水库及一系列径流式小水电站，控制了长潭流域面积的85%，由于其调蓄影响和调度的任意性，导致洪水预报精度比较低，洪水调度复杂。长潭发电公司在流域内有调蓄能力的东留水库、石磺峰水库、下坝水库建立了水位站，实时监测其库水位、尾水位的变化情况，同时在上述电站的泄洪闸上安装闸位计，监控其弃水情况。
（四）确保水情自动测报系统和防汛调度决策系统可靠运行
公司应优先为水情自动测报系统的巡检维护提供资源、交通等方面的支持，确保水工水务班按规定及时、全面地完成水情自动测报系统的巡检维护工作。遇故障水工水务班及时组织人员排除，保障系统可靠运行。水工水务班按规定加强对防汛调度决策系统的检查和维护，保证系统可靠运行。
（五）加强汛期值班
合理安排人员进行水情值班。具体如下：（1）进入汛期（广东省一般指每年4.15—10.15日，当上级三防部门有文件要求时按文件要求执行）后，必须安排水库调度值班员进行水情值班。（2）遇特殊情况，要从安全的角度出发，根据需要，由水工水务班灵活安排人员值班，如开汛比较早，值班时间要灵活提前。（3）在洪水或泄洪期间，必须24小时值班。（4）上级部门有文件、通知时，则按照上级有关文件、通知执行。（5）遇重大水情或洪水标准超过十年一遇时，应有公司防汛领导小组成员带岗值班。
（六）发电预泄
水库调度值班员应加强汛期值班，及时发现流域内的雨情、水情，并做好洪水预报，预计水位将接近或超过144.00m时，果断决策，及时安排（或增加）机组发电，实施发电预泄，以增加发电量，尽量减少水库弃水。受台风影响时，应根据台风的实际发展的情况及时跟进并进行发电预泄.有助于增加发电量、提高水库的防洪能力、减少水库弃水。 （七）保证机组检修（维修）质量
运维部及时做好发电设备消缺和检修工作，提高机组检修质量，做到“应修必修，修必修好”，保证机组处于良好状态，确保洪水期能满负荷发电运行，减少水库弃水。
三、方案具体落实措施
（一）汛期
相对稳定时，尽量将水库水位控制在142.00～142.50m左右（防洪限制水位144.00m），使实际发电水头接近机组设计水头（42m），使机组高水头、高效率运行。前、中汛期4—7月：遇强对流等强降雨预报，及时结合实际天气、流域来水、上游水库蓄水、流域地下含水量等情况综合考虑，合理实施发电预泄，以充分利用后续的洪水资源多发电：发电预泄后无洪水发生时，应及时停止发电，将水库水位蓄回至142.00～142.50m左右，除非天氣预报很明确三天到一周均为晴朗天气，水位可以抬高到143.00m左右（一般控制在142.50m），如天气预报属于不稳定的天气系统时，适当、主动降低库水位以策安全：洪水调度过程中，在天气基本稳定，无继续降雨的情况下，拦蓄洪尾到145m左右后全速下降水位至144.00m以下，以备调蓄后续洪水：非调洪期控制不出现水库超汛限水位的情况。后汛期8—10月：遇台风等强降雨预报，及时根据实际天气、流域来水、上游水库蓄水、流域地下含水量等情况综合考虑，分时段、阶梯性的预腾水库库容，合理实施发电预泄（因台风从产生到发展加强的速度较慢，合理控制水库发电预泄的速度和水位，随台风发展加强的情况和台风路径变化情况实时调整），在满足防洪调度的前提下，争取最大的发电收益;发电预泄后无洪水发生时，及时停止发电，将水库水位蓄回至接近142.50m，降低发电耗水;在洪水调度过程中，在天气基本稳定，无后续降雨的情况下，拦蓄洪尾到147.00m左右后全速下降水位至144.00m以下，以备调蓄后续洪水：汛末及时根据实际天气、流域来水、上游水库蓄水、流域地下含水量等情况综合考虑，合理选择回蓄时间（必要时可提前）回蓄水位。
（二）非汛期
尽量高水位运行，以保证下游的灌溉、用水需求，同时提高发电运行水头。11月至次年2月：水位上升到接近148m后，回调到146.30m以下运行（不长期影响村头坝发电），长潭水库视天气情况尽力维持控制水位运行。3月份：水位缓慢下降，至3月底降至142.50m左右运行。
四、结语
本文在研究了长潭水库的蓄水能力和调节性能特点的基础上，积极开展水库、机组优化运行工作。在实现确保大坝与下游防洪安全的基础上，充分利用洪水资源，采取合规、合理的技术手段，可在洪水来临之前实行合理的发电预泄进行腾空库容，在增加发电量的同时增大水库的防洪库容，增强调蓄能力，尽量减少水库弃水，在洪水过后，在天气明显转晴时征得三方同意后适时、适量拦蓄洪尾增加发电量，既能保证防洪安全，又达到充分利用洪水资源的目的，是一种合理的调度方式。