乌龟石水电站工程 蓄水及机组启动阶段验收 水库运行调度方案

安宁河洼垴水电站下闸蓄水及机组启动阶段验收备查资料之二安宁河乌龟石水电站下闸蓄水及机组启动阶段验收备查资料之二米易县石峡水电开发有限公司四川省安宁河乌龟石水电站工程蓄水及机组启动阶段验收水库运行调度方案项目法人：米易县石峡水电开发有限公司运行单位：米易县石峡水电开发有限公司乌龟石电厂二○一○年五月12 批准：刘华审定：韩安富审查：陈军龙编写：李清毅12 目录1主要内容与适用范围22引用标准及政策文件23乌龟石电站水库运用目标与调度原则23.1水库运用目标23.2水库运行调度原则24水库调度24.1水库水位控制和洪水调节24.2水库运行方式34.3水库泥沙调度方式44.4水库运行要求55闸门的运行方式及开启规定65.1闸门开启方式主要遵循以下原则65.2闸门的运行方式65.2开启闸门的要求76水库基本计算与泄水建筑物泄流曲线76.1水库流量还原计算76.2日平均入库流量计算86.3日平均出库流量计算86.4发电流量计算86.5泄水量计算86.6泄水建筑物泄流曲线87水文和气象预报方案137.1短期水文和气象预报137.2水位—流量关系曲线的建立137.3水库水位观测1312 主要内容与适用范围本方案规定了水库调度运用目标、调度原则、调度方式、内容、和要求、以及水库基本运行资料等本方案适用于乌龟石电站水库调度工作2引用标准及政策文件2.1、中国水利水电第七工程局勘测设计院编写：《四川省安宁河乌龟石水电站初步设计报告》2.2、中华人民共和国国家标准：《大中型水电站水库调度规范》2.3、水利水电部《水文情报拍报办法》2.4、水利水电部《水文情报预报拍报办法》2.5、中华人民共和国《防洪法》3乌龟石电站水库运用目标与调度原则3.1水库运用目标在确保乌龟石电站枢纽工程安全的前提下，有效地进行发电、防洪、调节出库流量，改善下游防洪条件，充分发挥水库及电站的综合效益。3.2水库运行调度原则在运行调度中如遇有工程安全与发电相矛盾时，应首先保证工程安全；合理地利用水库有效库容，枯水季节在满足下游工农业用水情况下，尽量维持高水位运行，以提高机组出力；汛期保持在汛限水位运行。4水库调度4.1水库水位控制和洪水调节4.1.1乌龟石12 电站水库水位控制实行按年度(丰、中、枯)、分时期及视洪水情况控制水位。正常蓄水位：1161.00m、死水位：1159.00m、设计洪水位：1160.38m、校核洪水位：1162.16m、汛限水位：1160.00m。4.1.2对水库来水的蓄放和水库水位的控制，应根据年度降雨和天然来水量按最丰水年、丰水年、中水年、枯水年、最枯水年五种不同情况进行控制，力争无论何种情况水库水位汛末蓄至1160.00m，枯水期尽量保持在高水头运行。在丰水年汛期水库蓄水至1159.00m以上时，尽量把发电引水和泄洪结合在一起，以期达到最好的经济效益。4.1.3乌龟石电站水库的防洪任务主要以保证工程安全为主,并顾及下游河段的防洪。4.1.4汛期，水库水位大多在1160.00米以下,为保证水库汛后能蓄满，要尽快蓄水至1161.00m,此后阶段采用防洪兴利完全不结合的方式，即调洪起调水位为正常蓄水位1161.00m。水库接近河源，以水库水位、水库水文测报系统洪水演算结果，结合下游安全泄量q为条件进行调洪计算。当洪水来临，来水量小于q时，按来水量泄流，维持正常蓄水位不变；随着洪水流量增大，来水量大于q时，库水位低于防洪高水位时，控制闸门高度，按q泄流；洪水流量继续增大，库水位大于防洪高水位时，闸门全开，自由泄流；退水阶段水位逐渐下降，至正常蓄水位后，控制闸门泄洪，维持正常蓄水位1161.00m不变。4.1.510月至次年5月初水库水位控制在1161.00－－1159.00米逐渐递减方式运行，根据电网需要适当调配，并尽量保持在高水头运行。4.1.66-9月初水库水位控制在1161.00－－1159.00米运行；期间水库水位逐渐递增。4.1.7在汛期，根据水库水位情况结合电站发电引用流量和洪水情况对水库来水进行合理蓄放。当水库水位高于1159.00米，此时如出现五十年一遇洪水，为确保大坝及水利枢纽的安全，应尽快将水库水位降至汛限水位1160.00米。4.2水库运行方式4.2.1乌龟石水电站水库运行方式如下：（1）平枯期（10～翌年5月）在平、枯期（10月～翌年5月），乌龟石水电站根据系统负荷要求，承担系统的部分基荷，拦河闸闸前蓄水位在正常蓄水位1161.0m和死水位115912 .0m之间变化，进行日调节。（2）汛期（6～9月）4.2.2为了解决水库泥沙淤积问题，保证取水口前“门前清”维持电站正常取水，汛期（6～9月），乌龟石水电站应根据不同的入库流量采用不同的运行方式：（1）当入库流量小于427.6m3/s时，为了争取乌龟石水电站多发电，闸前水位抬高到正常蓄水位1161.0m运行；（2）当入库流量大于、等于427.6m3/s又小于900m3/s时，闸前水降低至汛期排沙运用水位1462.0m运行；（3）当入库流量大于、等于900m3/s时，水库敞泄洪水排沙，电站停机不发电，把库内淤积物排出库外，腾出调沙库容供泥沙落淤，长期保持调沙库容。这样可保证取水口前“门前清”，维持取水口正常工作。另外在电站运行时，加强库区测验工作，及时安排停机冲沙。4.3水库泥沙调度方式4.3.1安宁河河流输沙量年内分配极不均匀，主要集中在汛期（6～10月），占全年输沙量的97.7%，河流沙峰随洪峰出现，输沙量往往集中在几次大洪水过程中。根据乌龟石电站代表年入库悬移质泥沙资料分析，入库流量小于300m3/s共328.3天，输沙量仅占全年的17.8％，流量大于300m3/s小于900m3/s出现天数为28.3天，输沙量占全年的21.3％，而流量大于900m3/s的出现天数平均仅8.3天，输沙量却占全年的60.9％。4.3.2根据代表年入库泥沙资料分析，宜采用下列方案进行水库泥沙调度:（1）小流量时含沙量小，输沙量相应小，水库宜在高水位运行；（2）而中等流量适当降低水位运行，可以降低库区床面淤积高程，从而减小库区淹没；（3）由于输沙量集中在几次大洪水过程，洪水时避峰冲沙，一方面避免洪水过程本身挟带的泥沙在库区落淤，另一方面可以把部分前期淤积物排出库外，降低库区床面淤积高程。4.3.3为使电站效益充分发挥，初拟乌龟石电站水库按下列12 入库流量大小分级调度坝前水位的水库泥沙调度方式运行，洪水时避峰冲沙。分界流量的确定既要满足电站排沙的要求，又要使电站发电量不受大的影响，综合分析，确定乌龟石电站一级分界流量为427.6m3/s，二级分界流量为900m3/s。（1）当入库流量小于一级分界流量时，水库在正常蓄水位运行；（2）当入库流量大于一级分级流量且小于二级分级流量时，水库在汛期排沙运用水位运行；（3）入库流量大于二级分级流量时，电站停机避峰敞泄冲沙。4.3.4综上所述并结合上游大桥水库调度方式等因素，乌龟石电站水库运行方式为：（1）当入库流量小于427.6m3/s，为争取多发电，闸前水位抬高到正常蓄水位1161.0m运行；（2）当入库流量大于、等于427.6m3/s小于900m3/s时，闸前水位降低至汛期排沙运用水位1159.0m运行；（3）当入库流量大于、等于900m3/s时，水库敞泄排沙，电站停机。（4）由于乌龟石电站为河床式开发，不影响下游生态环境用水。4.4水库运行要求（1）首部枢纽闸门的启闭应严格按操作规程执行；严禁水库同时开启所有闸门下调水位或泄洪，以避免出现下泄流量大于天然洪水流量，造成人为加大下游洪水流量的不良后果。（2）监测河道下游冲刷对建筑物及岸坡的影响，切实作好维修工作。（3）密切关注闸坝基础原型观测资料，特别应注意对闸坝进行渗流监测及变形监测，分析整理资料，如有异常情况，应及时采取工程措施。（4）加强水库运行期间对库岸边坡稳定的观测，发现异常应及时处理，以确保首部枢纽各建筑物的安全。（6）运行中应保证库区排水沟的畅通。（7）因下游河段较长且作业沙场较多，每采取较大弃水之前，应做好河道的预警预报工作。5闸门的运行方式及开启规定乌龟石电站首部枢纽设置5孔冲沙泄洪闸。电站运行时（正常蓄水位1161.0m），12 依据中国水利水电第七工程局勘测设计院设计要求，并结合类似工程的经验提出各闸门的运行方式和开启顺序作为参考。在电站的实际运行中，应根据本工程的实际情况，对水工各建筑物安全监测等运行方式进行对比分析后加以调整。5.1闸门开启方式主要遵循以下原则5.1.1优先开启冲沙闸，以尽可能的排走拦沙坎前淤沙；5.1.2冲沙闸不宜单独全开，以避免造成下游冲刷；5.2闸门的运行方式5.2.1闸门的运行方式首部枢纽设置5孔冲沙泄洪沙闸底板高程1150.00m，孔口宽12m、高13.5m，设平板检修门一扇和平板工作门一扇。参考类似工程经验，正常运行时期开启冲沙闸限制条件：Q＜427.6m3/s时，电站在正常挡水位1161.00m运行。采用冲砂泄洪闸局部开启调节水位，限制开度：一孔调节时开度不大于4m，两孔运行时开度不大于2m，但应该躲开闸门振动区。河道来水量427.6≤Q≤900m3/s时，库区水位降到汛限水位1160.00m运行。采用冲砂泄洪闸局部对称开启调节水位，限制开度调节时开度不大于2m。泄洪闸的主要任务是在正常运用情况下调节水位及汛期泄洪、排沙及排污。当入库流量大于900m3/s时，全部开启泄洪闸排泄入库流量。5.2.2闸门启闭顺序参考类似工程经验，从排泄水库泥沙、解决取水口门前清及减小下游冲刷等角度综合考虑拟定本工程泄洪、冲沙闸的开启顺序以从1#冲砂闸→2#冲砂闸→3#泄洪闸→4#→5#泄洪闸直到全开为佳，应缓慢开启，保持水流平顺；关闭顺序以5#泄洪闸→1#泄洪闸→2#泄洪闸→4#泄洪闸为佳。实际运行中应结合下游河床的冲刷情况优化闸门的启闭方式。(4)运行中应定期对闸后护坦、边墙等消能防冲设施及下游河床的冲刷情况进行监测和巡视，汛前、汛后均应进行全面检查，对于可能影响建筑物运行安全的隐患应及时予以排除。12 5.2开启闸门的要求5.2.1一般情况下冲沙泄洪闸开启度和运行时间要经过严格的计算。5.2.2当防洪需要，冲沙泄洪闸闸门开启次数和运行时间不受限制。5.2.3闸门操作命令单的签发，必须经过严格的水量平衡计算，操作命令单的填写内容准确无误，并经有关领导审核后，方可签发执行。6水库基本计算与泄水建筑物泄流曲线6.1水库流量还原计算（1）时段平均入库流量计算：Q入＝Q出±△Q十Q损式中:Q入－－时段平均入库流量,m3／SQ出－－时段平均出库流量，m3／S△Q－－水库时段平均蓄放流量，m3／SQ损－－水库时段平均损失流量，m3／S（2）时段平均出库流量：将各项出库流量（含发电量、泄流量……）相加得瞬时总出库流量，把相邻两数值相加，可得时段平均出库流量。（3）时段平均水库蓄放流量计算：根据时段初的库水位和时段末的库水位可分别在库容曲线上查取两水位的相应库容，将两者之差（后者减前者）除以时段秒数得水库蓄放流量。（4）时段平均水库损失流量计算：水库水量损失一般包括库面蒸发及各种渗漏等，此项在时段平均水库损失流量中可忽略不计，但在月统计表中列入月出库总水量参加水量平衡计算。6.2日平均入库流量计算规定把0-24小时的各时段平均出库流量用时段加权平均加上当日的水库蓄水流量即得日平均入库流量，亦采用每日8:00-8:00的各时段平均出库流量用时段加权平均加上8:00－8:00水库蓄水流量得日平均入库流量。12 6.3日平均出库流量计算规定把0－24小时的各时段发电、泄流量用时段加权平均或采用尾水位与出库流量关系，将0…24小时的各时段发电、泄流量用时间加权平均得日平均出库流量。6.4发电流量计算以水头和相应的机组出力可以求得瞬时发电流量，按时间加权平均法计算时段平均发电流量，把各时段的发电流量用时段加权平均得日平均发电流量,或者采用0-24小时（8：00～8：00）瞬时发电流量加权法求得日平均发电流量，把0－24小时（8：00～8：00）以时间加权法求取时段平均发电流量，以时段加权平均求得日平均发电流量。6.5泄水量计算将各泄洪闸开启高度和此时的水头，按水力学公式计算出各瞬时泄水量(或查水位～闸门开启度～泄水量关系曲线可得瞬时泄水量)，用时间加权求得时段平均泄流量乘以该时段的秒数得时段泄流量，统计开闸至关闸时间内各时段的泄水量，得一次泄洪总的泄水量。6.6泄水建筑物泄流曲线（1）泄洪闸下泄流曲线见附图1。（2）上游1161.00m水位时，单孔泄洪闸不同开度泄流曲线见附图1。（3）上游1159.00m水位时，单孔泄洪闸不同开度泄流曲线见附图2。（4）运行时应加强观测，以便调整闸门开度，控制运行水位。正常蓄水位1161.00m时典型工况闸门开启方式天然入库流量（m3/s）闸门下泄流量（m3/s）闸门开度（m）泄洪冲沙闸1＃2＃3＃4＃5＃Q<427.80012 427.8900>900各闸门从局开到全开□□□□□说明符号●▼□分别表示第一、第二、和第三序开启闸门的编号。闸门下泄流量为天然来水流量减去发电流量；当电站停止发电冲沙时，闸坝按天然来水流量下泄。图3-1图3-212 12 7水文和气象预报方案7.1短期水文和气象预报乌龟石水电站为日调节水库，调节库容小，应特别重视短期水文气象预报。根据我电站和流域的具体情况，水文和气象预报主要依靠地方有关部门进行。加强与气象、水文、水利等部门的实时联络，做好水文、气象的短期预报，准确掌握实时汛情。并根据历年流域雨情和安宁河水情的关系，预测在某一气象条件下，安宁河可能发生的洪水情况，为水库调度、防洪度汛做好准备。7.2水位—流量关系曲线的建立在进行乌龟石电站水库调度时，需要知道水库的水位、入库流量，操作闸门时，需要知道闸工作的水位、开度与流量关系曲线。因此，必须在水库上、下游建立观测水位和流量的设施，以推求上、下游水位—流量关系曲线及闸门泄流曲线。7.3水库水位观测在闸坝进水口上下游设置永久性水尺，用以观测库水位及下游水位的变化。其中正常蓄水位、死水位等特征水位要在水尺上突出标示。2 2