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如何选择水沙调控指标

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:按照影响水沙调控因素的来源分类,调控指标包括调控目标、水利工程、河道等。通过对黄河上游沙漠宽谷河段水沙关系、河道冲淤特性、流量流速关系以及流量含沙量的综合分析,本文提出了维持河道冲淤相对平衡调控指标,即水沙阈值系列。此外,在水库参与水沙调控期间,水库特征水位控制是保证水库安全、正常运行的控制因素。因此,以防凌预案要求的刘家峡水库的下泄流量作为防凌调控指标。图6-1黄河上游沙漠宽谷河段水沙调控指标

如何选择水沙调控指标

调控指标作为水沙调控系统运用的基本参数,是实现各调控目标的控制条件。影响水沙调控的指标众多。按照影响水沙调控因素的来源分类,调控指标包括调控目标、水利工程、河道等。根据影响因素的可调控性,可分为不可控指标和可控指标,其中可控指标中又包括直接可控指标和间接可控指标。按照调控目标分类,调控指标包括维持河道冲淤相对平衡的调控指标、满足梯级水电站合理运行的调控指标、实现水资源供需平衡的调控指标以及防洪防凌等其他调控指标。为了深入讨论各调控目标下的指标体,本节从影响水沙调控的相关因素入手,重点从维持河道冲淤的相对平衡、水电站发电、防洪防凌、水资源综合利用等调控目标入手,考虑水利工程和河道对水沙调控的影响因子,将各类影响因素甄选、分类,选取水沙调控的指标。

(1)维持河道冲淤相对平衡的调控指标。通过对黄河上游沙漠宽谷河段水沙关系、河道冲淤特性、流量流速关系以及流量含沙量的综合分析,本文提出了维持河道冲淤相对平衡调控指标,即水沙阈值系列。水沙阈值包括了含沙量、流量两个重要的调控参数,具体体现了研究区域各河段河道冲淤变化与流量的关系,是有效、合理实现研究区域水沙调控的基本参数。

(2)发电调控指标。作为我国十二大水电基地之一,黄河上游梯级水库群承担着重要的发电任务。在黄河上游龙羊峡、刘家峡梯级水库群中,装机容量在百万千瓦以上的水电站就有6座。因此,发电调控指标关系着梯级水库群水沙调控运行与发电运行的协调统一,是衡量水沙调控效果与发电效益的重要依据。本文首先引入保证出力对应的最小流量、最大过机流量、弃水流量作为发电调控指标,以协调发电与水沙调控之间的对立关系。此外,在水库参与水沙调控期间,水库特征水位控制是保证水库安全、正常运行的控制因素。通过上述分析,本文拟选取弃水流量、发电流量、水库水位作为发电运行的调控指标。

(3)防洪防凌调控指标。每年11月到来年3月为黄河干流的防凌期。根据《黄河刘家峡水库凌期水量调度暂行办法》(国汛[1989]22号)中规定,刘家峡水库凌汛期下泄水量采用月计划、旬安排的调度方式,提前5天下达次月的调度计划及次旬的水量调度指令,下泄流量按旬平均流量严格控制,各日出库流量避免忽大忽小,日平均流量变幅不能超过旬平均流量的10%。本节选择黄河干流凌汛开河结束后的3月和4月作为黄河上游沙漠宽谷河段水沙调控的最佳时机,水沙调控时机与凌汛开河安全结束相衔接,下与每年4月下旬至6月中下旬供水高峰期相衔接。在水沙调控过程中,刘家峡水库3月的控泄流量必须遵循防凌预案要求,严格按照防凌预案要求的控泄流量进行下泄。因此,以防凌预案要求的刘家峡水库的下泄流量作为防凌调控指标。(www.xing528.com)

(4)水资源供需平衡的调控指标。黄河上游沙漠宽谷河段的水沙调控从凌汛期完全结束开始,持续15~30天后结束,之后进入宁夏灌区的供水高峰期。在此时段内,由于下泄水量较大,完全可以满足各区间、各断面的供水要求。但是,梯级水库群在满足水资源供需要求的基础上,是否还有足够的可调水量用于水沙调控,是本节研究的一个难点。当在平水年或者枯水年进行水沙调控时,要达到研究区域良好的冲刷输沙效果,势必会减少全流域的供水量,蓄水量与可调水量之间呈明显的对立关系。根据上述分析,以兰州站作为水资源供需的控制站,在梯级水库群不参与水沙调控的11个月内,严格按照《黄河流域水资源综合规划》的要求,控制兰州站的控泄流量,以满足水资源供需的平衡。

影响水沙调控的因素主要有水利工程和河道,具体对应的调控指标分别有:参与调控的水库数目及组合,调控时间及历时,可调水量,调节库容及流量,区间来水、来沙,断面过流能力、输沙能力,水沙规律(水沙阈值)以及河道宽度、纵比降等。与此同时,根据调控目标的不同,各调控目标对应的调控指标也不同。如维持河道冲淤平衡目标中的水沙阈值,发电目标中的弃水流量、发电流量以及水库水位,防洪防凌目标中的流量、水位,水资源供需平衡目标中的流量等。水沙调控的指标如图6-1所示。

图6-1 黄河上游沙漠宽谷河段水沙调控指标

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