擔(dān)負(fù)兩種或兩種以上任務(wù)的水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算,除了按照各用水部門的要求進(jìn)行有關(guān)計(jì)算外,更重要的是協(xié)調(diào)各部門之間的矛盾,調(diào)整它們之間的關(guān)系,從而體現(xiàn)水利規(guī)劃中關(guān)于綜合治理、綜合利用的基本原則。在處理各部門的關(guān)系時(shí),應(yīng)首先研究和明確下述問題:①開發(fā)任務(wù)及主次關(guān)系; ②各部門的要求(包括設(shè)計(jì)保證率、用水量及其在時(shí)間和空間上的分布);③各部門的配合情況和協(xié)調(diào)矛盾的可能方式,以及替代措施等。用系統(tǒng)分析的方法來(lái)解決各種水利任務(wù)的結(jié)合, 將是今后的方向。
防洪和興利的結(jié)合
水庫(kù)兼有防洪和興利任務(wù)的調(diào)節(jié)計(jì)算, 應(yīng)盡可能使防洪庫(kù)容和興利庫(kù)容結(jié)合起來(lái)。防洪庫(kù)容和興利庫(kù)容的結(jié)合形式(即防洪高水位、防洪限制水位與正常蓄水位、死水位的相對(duì)位置)常見的可歸納為圖中所示的三種類型,其中ν1為死庫(kù)容;ν2興利庫(kù)容; ν3為防洪庫(kù)容; ν4為(a)和(b)兩類中的共用庫(kù)容,在汛期放空用于防洪,汛后利用余水充蓄,以補(bǔ)給枯水期的供水量,即體現(xiàn)一庫(kù)多用的原則,常被廣泛采用; (c)類是防洪和興利庫(kù)容完全分開,適用于洪水形成無(wú)明顯的時(shí)間界限的山區(qū)河流水庫(kù),或者豐枯水期不穩(wěn)定,不能保證在汛后有水充蓄水庫(kù)。
(防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容關(guān)系示意圖)
計(jì)算中一般先各自按本身要求繪制防洪調(diào)度線及興利調(diào)度線(防破壞線), 然后加以合并,求出二者能結(jié)合的程度。根據(jù)承擔(dān)水利任務(wù)的主次、工程開發(fā)條件、建設(shè)費(fèi)用與效益等方面的綜合比較,選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)合方案。在實(shí)際調(diào)度中,還可以根據(jù)洪水在不同時(shí)間的分配規(guī)律,擬定分期防洪限制水位,研究利用水文預(yù)報(bào)進(jìn)行預(yù)泄及汛末提前蓄水等調(diào)度方式,以達(dá)到防洪和興利庫(kù)容更緊密的結(jié)合。
各種興利任務(wù)的結(jié)合及調(diào)度方式
發(fā)電、供水、灌溉的結(jié)合調(diào)節(jié)計(jì)算方法原則上與單一任務(wù)水庫(kù)相同。以下僅舉處理它們用水量的結(jié)合和分配關(guān)系的常用的處理方法:
①按主要部門的正常供水要求計(jì)算。這是一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法,適用于開發(fā)任務(wù)主次關(guān)系明確,次要任務(wù)用水量比重較小的情況。
②兩級(jí)調(diào)節(jié)計(jì)算。這是目前廣泛應(yīng)用的解決兩種不同設(shè)計(jì)保證率的用水部門(如某一部門設(shè)計(jì)保證率P1為95%,另一部門設(shè)計(jì)保證率P2為80%)的調(diào)節(jié)計(jì)算方法,適用于兩用水部門并重,或用水量比重相當(dāng)?shù)那闆r。
當(dāng)采用時(shí)歷法計(jì)算時(shí),應(yīng)首先根據(jù)擬定的兩用水部門的需水要求,結(jié)合它們的引水方式,計(jì)算遭遇不同水文情況下的年供水量。
計(jì)算的原則是:如來(lái)水大于保證率P2年份的水量,兩部門均按正常要求供水,總供水量為Q2;如來(lái)水介于保證率P1和P2年份之間的水量,可適當(dāng)降低設(shè)計(jì)保證率P2部門的供水量,總供水量為Q1;如來(lái)水小于保證率P1年份的水量,可同時(shí)降低兩部門的供水量。然后以實(shí)測(cè)入庫(kù)徑流量和各年的供水量為計(jì)算樣本,進(jìn)行長(zhǎng)系列逐時(shí)段(月或旬)的水量平衡計(jì)算,求定各擬定供水方案所需的調(diào)節(jié)庫(kù)容。
當(dāng)采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法時(shí),可采用通常的多年調(diào)節(jié)水庫(kù)的兩級(jí)調(diào)節(jié)計(jì)算方法,其要點(diǎn)是繪制兩級(jí)調(diào)節(jié)蓄水保證率曲線以計(jì)算不同設(shè)計(jì)保證率的供水量,其繪制原理與一級(jí)調(diào)節(jié)時(shí)基本相同,僅其供水量由水庫(kù)年初蓄水量給定。
中國(guó)近年來(lái)還提出了適用于多年調(diào)節(jié)水庫(kù)兩級(jí)調(diào)節(jié)計(jì)算的簡(jiǎn)化方法,稱化算保證率法。其要點(diǎn)是根據(jù)兩級(jí)調(diào)節(jié)蓄水保證率曲線的含義和水量平衡原理,將兩種設(shè)計(jì)保證率按下式化算為一個(gè)相當(dāng)?shù)谋WC率P,然后按設(shè)計(jì)保證率較高的供水量和化算保證率P′以一級(jí)調(diào)節(jié)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)法求得多年調(diào)節(jié)庫(kù)容。
發(fā)電、供水、航運(yùn)的結(jié)合
水庫(kù)徑流調(diào)節(jié)與航運(yùn)要求矛盾主要表現(xiàn)于:①水庫(kù)在供水期末的消落水位與庫(kù)區(qū)航深的要求;②耗水部門的引水與水庫(kù)下游保證航運(yùn)的要求;③發(fā)電日調(diào)節(jié)引起下游水位波動(dòng),與航運(yùn)要求的水位變幅、最小流量、最大流速等限制條件不一致等。
問題解決的一般原則是,根據(jù)各開發(fā)任務(wù)的主次關(guān)系,分析各方面影響的性質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益,權(quán)衡利弊,選擇水庫(kù)特征水位及有利的調(diào)度方式,例如在選擇死水位時(shí),應(yīng)充分考慮通航要求,合理調(diào)整耗水部門的引水量,使盡可能不影響航運(yùn),必要時(shí)還應(yīng)限制水電站日調(diào)節(jié),如規(guī)定電站帶一定的基荷,或降低電站在電力系統(tǒng)日荷圖上的工作位置等。
其它任務(wù)的結(jié)合
擬定徑流量調(diào)節(jié)方式時(shí),還應(yīng)盡可能地考慮到水產(chǎn)養(yǎng)殖、改善下游水質(zhì)、環(huán)境衛(wèi)生、旅游等方面對(duì)水位、泄量或調(diào)度方式的要求。在協(xié)調(diào)各部門的矛盾時(shí),應(yīng)以國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體利益最大為準(zhǔn)則,并作必要的經(jīng)濟(jì)論證。
綜合利用水庫(kù)中的水沙調(diào)節(jié)方式
對(duì)于少沙河流,水庫(kù)的防洪、興利控制運(yùn)用一般不需要另外考慮對(duì)泥沙的調(diào)節(jié),只需估算一定運(yùn)用年限的淤積量作為特征水位選擇的依據(jù)。但對(duì)于多沙河流或庫(kù)容相對(duì)較小的情況,均需考慮水沙的雙重調(diào)節(jié),擬定合理的運(yùn)用方式,并據(jù)此估算水庫(kù)的淤積量,確定水庫(kù)規(guī)模、特征水位和效益。常用的方式有:
①蓄水運(yùn)用方式:亦稱泥沙的多年調(diào)節(jié),即在一般年份,按防洪、興利的要求正常運(yùn)用,其排沙方式,一般多利用異重流排沙或抓住汛前有利的來(lái)水來(lái)沙時(shí)機(jī),降低水位,利用沿程沖刷和溯源沖刷排沙。這種蓄水方式適用于調(diào)節(jié)庫(kù)容較大,河床坡度較陡,灘地庫(kù)容比重較小的水庫(kù)。
②蓄清排渾方式:亦稱泥沙的年調(diào)節(jié),即汛期按有利排沙確定運(yùn)行水位,汛后蓄水運(yùn)用, 以保證水庫(kù)長(zhǎng)期使用和發(fā)揮綜合效益的目的。這種運(yùn)用方式適用于調(diào)節(jié)庫(kù)容較小的水庫(kù)。當(dāng)其灘地庫(kù)容所占比重較大時(shí),對(duì)于一般洪水應(yīng)不蓄洪,或蓄洪水位不超過灘地高程,以避免灘地庫(kù)容的損失。
③敞泄滯洪方式:亦稱空庫(kù)迎汛方式,在汛期打開全部泄洪設(shè)備泄洪,水庫(kù)對(duì)洪水起遲滯作用,汛后按有利排沙水位確定正常蓄水位,并按天然流量供水。這種運(yùn)行方式,水庫(kù)淤積很少,但綜合利用效益不大。
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