关键词 水库 分期洪水 调度运行 岩滩水电站
1 引言
岩滩水电站装机容量1210MW，是目前广西电网中最大的水电站，是主要的骨干电站。
岩滩水电站设计正常蓄水位223m，为减少库区淹没损失，原设计水库调度原则规定：汛期5月～9月库水位不超过219m，10月份保证水库水位蓄到223m。水库蓄水后，岩滩水电站10月份发电水量减少4.32亿m3，相应也减少岩滩及下游大化、百龙滩、恶滩梯级电站的出力。根据广西电网负荷特性，10月份电网负荷较大，要求水电站多发电，为满足电网10月份供电要求，岩滩水电站就存在蓄水与发电的矛盾。
为了提高岩滩水库汛末蓄水保证率，减少蓄不满的风险，保证梯级电站枯水期的发电量，对岩滩水库分期洪水调度运行方式进行研究是很有必要的。主要研究的问题如下：
(1)岩滩坝址以上红水河流域的洪水规律；
(2)岩滩水库汛末10月份蓄水能否提前?
(3)10月份蓄水保证率提高多少?
(4)汛末提前蓄水后的发电效益与淹没风险的关系及其对策。
2 水库分期洪水调度原则
岩滩水电站设计调度图的调度原则是：为保证不增加水库淹没损失，汛期(5月～9月)，水库水位不能大于汛期限制水位219m运行；岩滩水电站的设计、校核洪水位均是按汛期限制水位219m经调洪演算确定的。而今，为解决岩滩水电站10月份蓄水与发电的矛盾而提前蓄水，在10月前水库水位将高于219m运行。因此，岩滩水库分期洪水调度原则是：水库提前蓄水后，一是不增加库区淹没损失，二是不危害大坝安全。
3 分期洪水
3.1 洪水特性
岩滩水电站坝址以上红水河流域的洪水特性分析归纳如下：
(1)洪水季节性变化与暴雨变化一致；
(2)因地形、地貌、地质等因素影响，岩滩坝址洪水变率较小(年最大洪峰流量系列的Cv=0.33);
(3)年最大洪水多发生在6月～8月，尤以7月份居多。各月出现年最大流量的机率见表1。表1 岩滩各月出现年最大流量机率表
从表1可知：6月～8月发生最大洪水的机率高达91.6，8月份为25，9月份仅为6.7。因此，岩滩水电站坝址洪水存在明显的分期洪水规律。
注：参加本课题研究人员有牟才荣、陈小梅、韦锡坚、祝贵林、陈振健、王建刚、欧阳开龙、孔建荣、覃勇南、秦军、钟孟仁、潘辉远、孙莉。
3.2 8月、9月洪水成果分析
3.2.1 8月、9月洪水计算
依据1936年至1995年东兰水位站、天峨水文站实测洪水资料推求岩滩坝址相应洪水资料，计算岩滩坝址全年、8月、9月洪水，并与岩滩初设、技设相应成果比较，详见表2。表2 岩滩水电站各设计阶段设计洪水汇总表
m3/sCvCs/Cv各频率洪峰流量
m3/s说 明5 P本次计算成果
(1936年～1995年)全 年121000.333.5197001750015100116008月份(加历史系列) 81900.483.515900134001080071508月份(实测推算系列)80600.463.515300130001060071109月份56000.483.510900916073804890岩滩初设成果
(1936年～1976年)全 年121000.333.5197001750015100116008月份121000.333.519700175001510011600采用全年洪水
外包线成果 9月份经验频率141001180099006950岩滩技设成果
(1936年～1985年)全 年121000.333.5197001750015100116008月份121000.333.519700175001510011600采用全年设
计洪水成果9月份5490经验频率10600896073605050
3.2.2 8月份洪水成果分析
据60年实测推求岩滩洪水系列分析，8月份洪水变率较大(Cv=0.46～0.48)，出现年最大洪水的机率为25，且年最大洪水的年均流量为11700m3/s，为各月之首，还比全年最大洪水均值11300m3/s增加3.5。而全年洪水最集中的7月出现机率高达41.6，但其年最大流量均值为11600m3/s，比全年最大洪水均值仅增加2.7。特别指出的是，实测系列首项洪水发生在8月下旬，实测系列第三大洪水也发生在8月，说明8月份出现较大、特大洪水的机率相当大。因此，考虑到水文的随机性及可能性，8月份的设计洪水仍采用全年设计洪水成果更为合理、安全。
3.2.3 9月份洪水成果分析
据60年实测推求岩滩洪水系列分析，虽然9月份洪水变率(Cv=0.48)，但出现年最大洪水机率仅为6.7，年最大洪水均值为10100m3/s，比全年最大洪水均值降低10.6，且年最大洪水也只有12200m3/s，接近2年一遇洪水。因此，9月份按分期洪水设计是合理的。
3.2.4 9月份洪水与全年洪水比较
由于本次洪水计算成果与技设报告洪水成果相差甚微，故采用技设报告洪水成果，9月份洪水与全年洪水比较见表3。表3 岩滩水电站9月份洪水与全年洪水比较表
0.020.15102050全年洪水3480030500197001750015100116009月洪水2410020300106008960736050509月与
全年洪
水差值绝对值-10700-10200-9100-8540-7740-6550相对值
-30.8-33.4-46.3-48.8-51.2-56.5
由表3可知，9月份洪水较全年洪水小很多，对同一频率洪水，9月份洪水较全年洪水相对减少30.8～56.5，并随着洪水重现期的缩短而增加(相对值)。充分说明岩滩水电站可提前到9月份蓄水，以缓解10月份蓄水的难度。
4 大坝安全复核
对9月份从219m至223m的不同蓄水高程的设计洪水(QP=0.1=20300m3/s)、校核洪水(QP=0.02=24100m3/s)进行调洪演算，其结果表明：当9月份蓄水至223m时，相应9月份的设计洪水位不超过223m，比大坝设计洪水位227.2m低4.2m；相应9月份校核洪水位不超过224m，比大坝校核洪水位229.2m低5.2m。
由此可见，岩滩水电站在9月份提前蓄水后，即使蓄水到223m，但因9月份的设计、校核洪水较全年洪水分别减少33.4及30.8，故在9月份提前蓄水而不会危害大坝安全。
5 不增加库区淹没的坝前蓄水位与坝址流量关系图
不增加库区淹没的坝前蓄水位与坝址流量关系图是土地、人口、县城等不同淹没对象均能满足9月份分期洪水调度原则的一组曲线。据此图可视来水情况确定坝前蓄水位，以达到既满足分期洪水调度原则，又能充分、合理利用水能资源的目的。
本图是岩滩水电站在9月份进行分期洪水调度的主要依据。现将该图的作法简述如下。
5.1 各断面以坝前蓄水位为参数的回水位与坝址流量关系图制作
(1)拟定坝前蓄水位方案。从汛期限制水位219m至正常蓄水位223m间每隔0.5m为一方案，共拟定8个方案。
(2)拟定流量方案。依据枯水期2年一遇洪水2880m3/s至20年一遇洪水19700m3/s之间拟定17个流量方案。
(3)以17个流量方案分别对8个蓄水位方案作回水计算。
(4)整理各断面不同蓄水方案的回水位与坝址流量资料，并绘制以坝前蓄水位为参数的回水位与坝址流量关系图Ai(图Ai表示第i个断面的坝前蓄水位为参数的回水位与坝址流量关系图，图Ai略，i=1,2,…j,j为断面总数)。
5.2 各断面不增加水库淹没的坝前蓄水位与坝址流量关系图制作
以岩滩水库淹没外包线(土地淹没线)的i断面水位为依据，在图Ai上可查得不同坝前蓄水位相应的坝址流量，同理，可得到人口淹没、县城淹没线的坝前蓄水位与相应的坝址流量。据此，可绘制i断面的不增加水库淹没的坝前蓄水位与坝址流量关系图Bi(图Bi略,i=1,2,…j,j为断面总数)。
5.3 不增加水库淹没的坝前蓄水位与坝址流量关系图确定
各断面不增加水库淹没的坝前蓄水位与坝址流量关系图只反映各断面的情况。因此，尚需求出库区所有断面均满足不超过淹没外包线水位的坝前蓄水位与坝址流量关系。
同一坝前蓄水位，从各个断面不超过淹没外包线的坝前蓄水位与流量关系中可得到不同的流量。显然，其中最小[1][2][3]下一页
