岩滩水库供水期调度方式分析

摘 要：通过对岩滩水库供水期多年运行数据资料（特别是岩滩上游龙滩水库建成之后）进行统计、对比和分析，研究供水期水库重复利用水库库容及次数，分析不同条件下水库水位的消落方案和最低控制范围，总结出龙滩水库建成后岩滩水库供水期最佳运行调度方式，以便提高水能资源利用，达到供水期发电效益最大化的目的。

关键词：供水期 调度方式 分析

引言

岩滩电站自1992年首台机组发电以来，水库蓄水发电已经接近二十年，岩滩水库供水期的调度方式已经比较成熟。2006年岩滩上游龙滩水库开始蓄水并于次年发电之后，岩滩水库供水期在调度方式上有了很大的变化，但经过几个供水期的调度运行，对岩滩水库也已可以比较科学、合理的进行调度运行。如今，岩滩水库供水期科学、合理的调度运行方式在整个供水期内发挥出了明显的效益。

一、流域水文气象及工程概况

（一）流域及龙滩工程概况

红水河流域属亚热带气候，为高温多雨地区，暴雨成因主要由锋面、高空低涡、低槽、台风等天气系统产生，常发生局部性暴雨。流域内年降水量约为1500mm左右，降雨多集中在5～9月，此间的降雨量约占全年降雨的70%以上，相应年来水量也集中在5～9月，10月底汛期结束。

龙滩水电站位于岩滩水电站上游，是一个以发电为主，兼有防洪、航运、养殖等综合效益的水利水电枢纽工程。2006年9月水库初期蓄水，2007年6月第一台机组发电，2009年12月一期机组全部投产发电。目前龙滩水电站正常蓄水位375m，相应库容162.1亿m3，死水位330m，相应库容50.6亿m3，有效库容111.5亿m3，库容系数0.216，水库具有年调节能力。

（二）岩滩水电站概况

岩滩水电站位于广西大化县岩滩镇，是红水河综合利用规划10个梯级的第5级电站。电站地处红水河的中游，坝址位于大化县盘阳河口下游8Km处，距上游龙滩水电站166Km,距下游大化水电站约83Km，坝址以上流域面积106580km2，多年平均流量1770m3/s，多年平均年径流量558亿m3。其开发任务是以发电为主，兼有航运任务。

岩滩水电站于1992年9月第一台机组并网发电，1995年6月4台机组全部建成并网发电，电站保证出力为376.2MW，设计多年平均发电量为57.66亿kW.h。岩滩水库总库容为34.3亿m3，水库正常蓄水位223m，正常蓄水位以下库容26.12亿m3。天生桥一级投运后岩滩水库的死水位为212m，原设计汛期（5～9月）限制水位219m，10月份蓄水至223m，2004年开始岩滩水库实施汛限水位动态控制运行方式，当入库流量小于1100m3/s时库水位按照入库流量-最高库水位曲线运行，运行最高库水位可以到222.5m，入库流量大于11000m3/s时汛限水位继续按219m控制。

二、龙滩水库建成后岩滩水库入库流量分析

（一）枯水期入库流量分析

龙滩水库蓄水发电之后对岩滩水库枯水期有明显的调蓄作用。由于枯水期降雨量少，岩滩水库入库流量主要以龙滩水库的出库流量为主，那么当前龙滩水库年终的蓄水量对岩滩水库供水期入库流量产生很大的影响，龙滩水库年末可调水量的多少，直接影响到岩滩水库枯水期入库流量的大小。具体见表1。

2.2 洪水期入库流量分析

龙滩水库蓄水发电之后不但对岩滩水库枯水期有明显的调蓄作用，而且汛期也对岩滩水库有明显的调蓄作用。龙滩水库建成后岩滩水库汛期在龙滩水库的调蓄下各月来水分配相对稳定、均匀，大涨大落的来水很难再发生，各月最大入库流量也明显减小，发生大洪水的概率大大降低，这对岩滩电站的发电比较有利。具体见表2及表3。

三、供水期水库资料统计对比

按照岩滩水库多年来蓄供水的特点，岩滩水库正常情况下于每年汛期结束后的10月份将水库回蓄到正常蓄水位223m，并在次年5月底前后将水库放空。根据供水期内各月控制的最高水位及最低水位，可绘制出历年供水期岩滩水库水位控制过程线，具体见图1。

在水库的实际运行过程中由于每年气象等因素的不同，必然导致水库各供水期内的入库来水量的不同，但也存在明显的来水调度趋势变化。龙滩建成前，岩滩水库基本上从1月中旬开始供水，供水结束时库水位下放到死水位212m左右；龙滩水库建成以后，龙滩水库对岩滩水库供水期有很大影响，不但来水量明显增加，而且供水期明显向后推迟，供水前期水库水位基本上保持在220m以上运行，水位变幅不大，供水结束时的库水位也基本保持在216m附近，这就让岩滩水库在供水调度时必须考虑与龙滩水库建成前不同的调度思路（图1也有所体现）。

通过对岩滩水库多年来供水期的来水量进行统计对比，可以明显看出2007-2008年供水期之前的各供水期岩滩水库实际来水量基本都在150亿m3上下。岩滩水库上游龙滩电站下闸蓄水，并于2007年5月机组开始发电之后，供水期内龙滩水库对下游岩滩水库有明显的调蓄作用，2007-2008年供水期及之后的供水期内岩滩水库的来水量有了明显的增加（详见表4所示）。可以说龙滩电站的建成直接影响了岩滩水库供水期的来水，并受年末龙滩水库蓄水的影响（2009年年末龙滩水库蓄水量明显偏少，岩滩水库来水量骤减）。虽然每年供水期内至供水期末的控制过程都不尽相同，但在不同条件下岩滩水库必定存在相对较优的供水期调度方式可供采纳，特别是目前龙滩水库建成稳定运行之后。

四、供水期水库库容重复利用分析

水库的来水量多少固然重要，但在一定的来水条件下如需考虑更多的电量效益，那么库容的重复利用就显得尤为重要。水电站在运行过程中，如不考虑水文预报，面临时期的天然来水的变化情况是不知道的，为满足电力系统的供电需求，往往供水期总是先按保证出力区工作，当遇到多水年份，因来水量较大，实际蓄水经常可能会超出上基本调度线，即水库产生多余蓄水量，我们可以充分利用调度手段，通过对供水期水库库容的重复利用把这部分多余蓄水量转化为可利用的电量；而当遇到枯水年份，则可以通过精细调度也不至于让调度过程低于下基本调度线，从而使水电站在供水期内获得的效益最大化。

根据每年来水条件及调度思路的不一样，岩滩水库供水期内每年被重复利用的水库库容及重复利用次数也不尽相同。一些供水期内来水相近的年份但被重复利用的水库库容却存在较大的差别，如：2008-2009年岩滩水库供水期来水量369.40亿m3，被重复利用的库容水量达15.91亿m3；而2010-2011年岩滩水库供水期来水量325.81亿m3，但被重复利用的库容水量相对较小，仅7.14亿m3（其他各年具体数据见表4及表5）。可见，虽然龙滩水库建成后总体来水量增加，并且各月来水比较稳定、均匀，通过调度可以有计划地进行库容的重复利用，但由于调度方式的差异使得一些年份未能充分利用重复库容增加发电效益。那么，我们可以寻求最优的调度方式，在来水量及稳定的入库流量等优越条件下充分利用重复库容进一步增加岩滩电站的发电效益。

五、供水期不同条件下水位消落及控制分析

（一）龙滩水库建成后

1.来水正常年份

龙滩水库建成后（2006-2007年供水期之后）基本上岩滩水库各供水期实际来水量都有了明显的增加。2010-2011年供水期，岩滩水库来水量为325.81亿m3，由图3.1可以看出该供水期内供水前期水库一直保持较高的库水位运行，直到2011年3月底才开始腾库，但该年4、5月份仍有较大来水，水位再度回蓄，直至汛期开始水库水位下放至215m附近，水库库容得到重复利用的次数较少。相反，2008-2009年供水期，水库来水量一样属于正常，但从该供水初期水库就开始腾库，然后再回蓄水位，多次重复利用库容，并保持较长的供水时间，汛期到来前水位下放到217m附近，该供水期也达到了较好的供水调度效果。

2.来水不正常年份

龙滩水库建成后基本上岩滩水库各供水期实际来水量有了明显的增加，但也存在一些不正常年份。2009-2010年供水期，受龙滩2009年年末水库蓄水（水位349.6m，可调水量仅37亿m3）等影响，岩滩水库该供水期来水量仅为146.90亿m3，虽然运行过程中始终保持在较高的运行水头，但整个供水期水库库容重复利用次数仅2次（见表4.1），且供水期末没水库水位消落至216m上下,调水效果不太理想。

总的来说龙滩水库建成之后，岩滩水库供水期不但在来水量上有了明显的增加，在水库调度上也明显优于龙滩水库建成之前的运行方式，正常情况下的水库重复利用库容也有了显著的增加，也取得了一些明显的调度成效，但在调度方式上必须随着来水等客观条件的影响进行合理调整，才能实现岩滩水库最佳的调度运行方式。

六、供水期水资源利用效益体现及最佳运行调度方式探讨

通过对岩滩水库供水期资料的分析比较可以看出，龙滩水库建成前的各供水期中，通过合理科学的调度方式，可以很大程度地提高额外电量效益。如：2006-2007年供水期内岩滩水库库容重复利用水量达10.81亿m3，相应产生的电量为1.56亿KWh。当然，在龙滩水库建成之后的各供水期中，岩滩水库来水量增加的同时，合理的调度方式可以增加更多的电量效益。如：2008-2009年供水期内岩滩水库库容重复利用水量达15.91亿m3，相应产生的电量为2.44亿KWh；同样，2007-2008年供水期，被重复利用的水量及产生的电量分别为11.06亿m3和1.62亿KWh，具体各年数据见表6。虽然供水期入库的来水总量与产生的总电量存在明显的正比例关系，但是每个供水期内水库库容重复利用所增加的这部分电量也是不可小视，同样值得我们尽可能争取的。

岩滩水库库容较大，有较好的水库调节性能，加上有龙滩水库的调节，但在水库运行过程中水库的实际来水情况是不知道的，只能通过对龙滩年末水库的蓄水情况及岩滩区间的可能来水等因素综合对比分析进行跟踪预报实时调整调度思路。目前对于岩滩水库来说：①可以考虑在供水前半期（2月初前后），可根据来水情况适当的对水库进行调蓄，有效利用重复库容，但最低运行水位最好保持在220m以上运行，这样可以保证水库在较高的水头上运行，也利于掌握调度的主动性。②进入2月份之后，再视水库来水情况具体分析：如遇不正常年份时，可逐步加大供水力度，有机会也可小幅回蓄水位重复利用水库库容，直至汛期前将水位腾空至死水位；正常年份，此时则应不断加大供水力度，再视来水量水位也可回蓄到较高的位置，不断重复利用水库库容，直至汛期前将水位腾空至死水位；③根据龙滩建成后岩滩水库最近几年的运行情况，供水期推迟到6月中旬左右，可以考虑岩滩水库供水期末消落的最低水位控制在216m上下。

七、结束语

通过对岩滩水库多年供水期相关资料的整理、对比、分析，可以很清楚的看出岩滩水库供水期的基本运行规律。虽然岩滩水库在过去各供水期运行过程中由于水库来水等因素的影响导致在调度方式上存在差异，以致各供水期内的电量效益体现也存在较大的差异，但现在通过岩滩水库多年的稳定运行及上游龙滩电站水库的调蓄之后，可以在供水期内通过合理、科学的水库调度方式，岩滩水库不但在供水前半期可以保持较高的运行水头，发挥水头的发电效益，也可以在整个供水期内抓住机会更多地重复利用水库库容，提高水能资源利用，整个供水期内争取最优的发电效益是完全可以实现的。

（作者单位：大唐岩滩水力发电有限责任公司 广西大化县）