最新小三峡水电站水库调度方案Word下载.docx
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《米易县小三峡水电厂初步设计报告》
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》
三、水库运行
3.1、自然地理与水文气象
小三峡水电站位于四川省米易县境内的安宁河干流上，距米易县城大桥上游约5.7km处,控制集水面积10063km3,108国道、成昆铁路和在建的攀西高速公路沿安宁河贯通，交通十分方便。
安宁河系雅砻江下游一级支流，发源于凉山州冕宁县北部的牦牛山与小相岭之间。
有东西两源：
东源苗冲河，发源于菩萨冈和阳落雪山（主峰海拔4551m）；
西源北茎河，发源与阿嘎拉玛山（主峰海拔5324m）。
两河于冕宁县大桥乡附近汇合后始称安宁河。
安宁河自北向南纵贯凉山州的冕宁，西昌，德昌和攀枝花市的米易县等县（市），于大坪地自左岸汇入雅砻江。
全河长337.3km，流域面积11150km2。
安宁河流域地处横断山脉东缘，海拔高程在992～4721m间。
流域东依大凉山系的小相岭和螺髻山，与大渡河支流尼日河流域和金沙江支流黑水河流域分水；
西靠大雪山系的牦牛山同雅砻江干流下游相邻；
北抵菩萨冈与大渡河支流南垭河流域相傍；
南临金沙江干流区间。
构成东西北三面高、南面低的地势。
流域形状呈长条形。
长252km，平均宽度44km。
上下游较宽，约75km，中游黄联关附近最窄，仅26km。
流域地貌以中山和高山为主，腹部为河谷平原和山间盆地。
本电厂在米易县境内，可用米易县气象站资料反映工程地区的气候特性。
据米易县气象站实测资料统计，多年平均降水量1112.6mm，雨季（5～10月）降水量1044.4mm，占年降水量的93.9%，历年最大日降水量为154.0mm，多年平均水面蒸发量达2246.6mm（20cm蒸发器），多年平均气温19.7℃，历年最高气温39.9℃，最低气温-2.4℃；
多年平均相对湿度65%；
多年平均日照时数为2279.3h；
历年平均风速2.1m/s，最大风速23.0m/s,风向SE。
根据地理位置和资料条件，我电厂的水文分析主要依据站为弯滩水文站。
据弯滩水文站资料统计，多年平均流量为237m3/s,折合径流量为74.7亿m3。
汛期（6～９月）多年平均流量451m3/s,折合径流量59.6亿m3,占年径流量79.8%。
枯水期（1～５月）多年平均流量52.6m3/s,占同期年径流量的9.41%。
安宁河洪水主要由暴雨形成，洪水发生时间与雨季变化一致。
安宁河流域多发生连续洪水过程，单峰洪水过程一般历时2～３天，复式洪水过程历时则达６天以上。
由弯滩水文站调查得到推算最大洪峰流量为4630m3/s（1900年），实测最大洪峰流量3830m3/s（1998年）。
本厂洪水主要由坝址以上暴雨产生，以干流来水为主。
小三峡坝址前多年平均输沙量1280万t，输沙量的年际变化较大，实测最大年输沙量为4040万t（1998年），最小年输沙量为431万t（1967年）。
汛期（6～10月）悬移质输沙量占全年的81.8～99.6%，平均占全年的97.6%，其值为1160万t。
多年平均推移资输沙量为69.0万t。
3.2、工程概况
小三峡水电站位于四川省攀枝花米易县境内安宁河干流下游河段上，具有日调节能力。
电站的开发任务为以发电为主，兼有少量的灌溉和皮划艇基地供水等综合利用。
电站建成后将供电四川主网，为四川省的工农业生产提供动力，同时提供居民生活用电。
当正常蓄水位为1103.00m，死水位为1102.00m，本电站保证出力为5.799MW；
电站装机容量为30MW时，多年平均年发电量为14494.88万KW·
h。
3.2.1、冲砂泄洪闸及挡水坝
a、枢纽泻水建筑物是4孔泄洪闸和2孔冲砂闸组成，全长86.0m。
泄洪闸段长64.5m，冲砂闸段长21.5m，最大闸高23.5m，冲杀闸孔净宽7m，泄洪闸孔净宽12m，闸顶高程经计算为1105.00m，冲砂闸底板高程1086.0m，泄洪闸底板高程1089.0m。
闸室沿河流向长30.0m，底板厚7.0m。
闸室上游设长10m的防冲铺盖，下游设50.0m长的削力池，后接长35.0m的海漫，海漫末端设宽18m，深5m的防冲槽。
b、挡水建筑物：
砼重力坝坝段长度为38.40m，坝顶高程1105.00m，坝顶宽度为5m，最大坝高23.5m。
砼面板堆石坝坝段长度为125.10m，坝顶高程1105.00m，坝顶宽度为6m，最大坝高23m。
闸坝段坝长为86.0m,坝顶高程1105.00m，坝顶宽度为5m，最大坝高23.5m。
3.2.2、发电主副厂房建筑物
厂房：
厂房坝段布置于河床左岸。
由主机间坝段和安装间坝段两部分组成，总长为75.90m。
主机间长49.0m，宽16.40m，高36.89m，布置两大一小共三台轴流式机组，每台大机容量14MW，小机容量2MW，共计30MW，每台大机单机引用流量119.7m3/s,小机的引用流量18m3/s。
副厂房布置有电缆夹层、发电机电压配电装置室等。
开关站及主变场垂直厂房坝段布置于左岸岸坡，主要布置两台变压器及其开关设备。
3.3、电站的特性表
3.3.1、水文及水库特性（见附表一）
3.3.2、电站主要技术指标表（见附表二）
3.4、小三峡电厂水库运行方式
（1）小三峡水电站水库具有日调节能力，平、枯期进行日内调节时水库水位在正常蓄水位1103m和死水位1102m之间消落。
因此，当河流来水流量小于装机引用流量262.80m3/s的枯、平水时期，水库能发挥日调节作用。
当河流来水量达到或大于装机引用流量时，水库的日调节作用即不存在，应利用满足发电后的弃水排泄水库泥沙，保证水库的调节库容，同时采取其它工程措施以保证水库厂房进水口前“门前清”。
（2）当来水流量增大，达到或超过900m3/s时，水库泄洪、排沙闸全部开启，作泄洪拉沙运行来解决库内泥沙淤积问题，以确保本工程不对上一级电站尾水产生回水顶托影响，并保持水库的调节库容。
（3）水库运行方式的实施，需要准确预报天然入库径流，当安宁河天然来水起涨明显时，需加大冲沙泄洪闸泄水流量，降低库水位，并作好一切防洪度汛准备工作，以迎接洪水来临。
（4）由于本水电站还承担了向国家激流回旋皮划艇基地供水（含灌溉）的任务，因此，需作好与相关部门的协调工作，以确保其用水要求。
同时在枯水期考虑到皮划艇渠道水位高于河道水位，用大机组发电可以获得更大的发电量，在满足皮划艇和灌溉用水的前提下，建议尽量让大机组多发电。
3.5、水库调度
3.5.1、枯期水库调度细则
a、枯期原则上不弃水，以水定电，以电控制水位。
b、枯期水库水位控制在1102.00—1103.00米之间运行。
c、每天向中控室提供8：
00时、20：
00时各水文站所提供的流量数据。
d、在坝前水位接近1103.00米或高于1103.00米时，中控室于水调值班人员密切联系，如有特殊情况，以便调节闸门，控制水位。
3.5.2、汛期水库调度细则
汛期库水位按流量级控制：
a、当入库量小于262.80m3/s，库水位控制在1103.00米，闸门全部关闭。
b、当收到上游来水流量大于262.80m3/s或收到区间有大暴雨恶劣天气，预报入库流量大于262.80m3/s，除三台发电流量外，应开启泄洪冲砂闸调节开度，调蓄水库水位。
c、当入库流量大于262.80m3/s，小于398m3/s时，三台机满发，1#、2#冲砂闸局部开启调蓄水库水位，调节保持正常蓄水位1103.00m运行。
d、当入库流量大于398m3/s小于900m3/s，1#、2#冲砂闸局部开启，3#、4#、5#、6#泄洪闸局部开启调蓄水库水位，保持水库在汛期限制水位1103.00m运行。
e、当入库流量大于900m3/s是，电厂停机，所有冲砂廊道、泄洪冲砂闸局部开启至全开泄洪。
f、当一次洪水过后，应恢复正常水位运行。
3.6、闸门开启方式
3.6.1、根据安宁河水情预报，天然来水量大于装机引用流量后，要求按上述水库运行方式，先局部开启冲沙闸，而后局部开启泄洪闸；
当天然来水量可能达到900m3/s时，逐步使拦河闸闸门全开冲沙；
当天然来水量达到900m3/s后，拦河闸闸门全开冲沙泄洪，并停止发电。
在闸门开启过程中，要求尽量做到对称均衡开启闸门，防止出现集中高速水流和折冲水流，以减轻对下游河床及两岸的冲刷。
根据闸后消力池的消能防冲要求，初拟闸门开启顺序及开度要求，见表1。
由于未进行水工模型试验，且无实际运行经验，初拟闸门开启顺序及开度要求肯定有不尽合理的地方，因此，要求通过实际运行收集资料后不断改进，以确保工程本身和下游的安全。
表1拦河闸闸门开启操作顺序表
天然入库流量（m3/s）
闸门下泄流量（m3/s）
闸门开度
（m）
冲沙闸
泄洪闸
1＃
2＃
3＃
4＃
5＃
6＃
Q<
263
263<
333
《70
《0.50
●
333<
398
70-135
《1.00
398<
900
135-637
各闸门局开
▼
>
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。
3.6.2、重要注意事项
（1）业主要与有关部门和单位协作，建立起完整的小三峡水电站工程水情预报、测报系统，认真做好小三峡水电站工程的水情预报、测报工作，为工程运行和闸门调度提供及时、准确、可靠的水情预报、测报资料。
（2）各孔闸门从局部开启到全部开启要求分次轮流进行，冲沙闸闸门首次开启的提升高度不大于0.5m，并尽早做到二孔闸门能同时开启冲沙。
其它情况下，每孔闸门每次闸门开启提升高度不应超过1.0m。
各种情况下闸门开度均须避开震动区。
（3）本工程水库运行方式和拦河闸闸门的调度方案还需考虑水库水位和下游河道的安全泄量。
当天然来水大于900m3/s时，须全开拦河闸闸门，使来水流量和泄水流量相等，特别要注意防止下游出现人为洪水，还要求控制闸门使每小时的水位下降深度不大于40cm，以保证上游库岸和防洪堤的安全（需由防洪堤设计单位复核）。
（4）洪水过后，当天然来水小于900m3/s时，拦河闸关闭闸门蓄水，原则上应分级轮流关闭泄洪闸而后冲沙闸。
（5）如果在安宁河平、枯期放空水库时，拦河闸的下泄流量满足水库水位下降速度小于每小时40cm的要求（需由防洪堤设计单位复核）。
还需提前通知本工程闸址至米易县城区及下游有关的单位（如水文站、公路、市政工矿企业、水电站等）的防汛部门，并要求他们告诫在该区间河段过渡、游玩、采砂和从事其它施工作业的人员撤离危险区域，以防不测，造成生命财产损失。
（6）每年汛末，如果泄洪闸闸门前泥沙淤积量较大，允许泄洪闸的闸门单孔局部轮流开启冲沙，开启高度限制在1.50m以下。
（7）上述水库的运行方式和闸门调度方案还应通过工程的实际运用实践，总结经验，不断进行优化调整。
3.6.3、有关要求事项
（1）要求观察开闸泄水时闸门前区、门槽附近、闸门后区及消力池水流状态是否存在漩涡和拆冲水流等不正常现象，如有，则应采取分区对称开启闸门和调整闸门开度等措施予以消除。
（2）要求观察闸门关闭时的漏水情况，设计水头压力时，任意1.0m长的橡胶止水带漏水是否小于0.1l/s，如果超过该标准，则应对闸门止水带进行检修维护。
（3）闸门关闭时，检查门槽附近区域是否有气蚀、冲刷和淘空等破坏现象，闸底板的开合及错动量，是否有不利于闸门和启闭机不均匀沉降的情况。
（4）电气控制系统和设备能否正常工作，紧急事故备用电源及配套电气设备是否完好，启动时间能否满足要求。
（5）通过闸门的开启试运行实践，找出闸门震动最大、最危险的开度区段，开启闸门应尽量避开在震动最大的开度区段运行。
（6）每年汛后需对闸后消力池护坦面层混凝土的磨损情况进行检查，如果磨损厚度超过50mm者，则需采用高强耐磨混凝土或其它耐磨材料进行修补。
四、水文情报
4.1、小三峡水文气象观测设施
4.1.1、在闸坝上布置有水位测井一座，用以装设电传水位计。
实现闸坝上游水位在闸坝、厂房的室内观测功能。
4.1.2、在前池副护坡上设一基本水尺，作为坝前库水位电传水位计校核标准，测量范围为1102.00米至1105.00米。
4.1.3、在厂房进水口设置固定水位测井一座，装设电传水位计，实现上游水位厂房内观测功能。
4.1.4、在厂房尾水设置固定式水位计测井一座，装设电传水位计，实现尾水位厂房室内观测功能。
4.1.5、在泄洪闸下游设置一基本水尺，用以校核电传水位计。
4.1.6、在生活区设置降水量观测和温度观测项目。
4.2、水文气象观测及观测资料整理
4.2.1、水文观测及资料整理，按照水利部颁布的有关规范进行。
4.2.2、高程系统一律采用黄海高程，基本水准点按二等或三等水准测量施测，水尺零点高程，按三等或四等水准测量施测。
基本水准点，水尺零点高程，每年校测一次。
4.2.3、水位观测：
汛期每日2时、5时、8时、11时、14时、17时、20时、24时、24时定点进行；
枯期每日8时、14时、20时、24时定点进行。
4.2.4、降水量观测以每日8时分界，6-10月，按每日四段观测进行。
11月至次年5月，按每日一段一次进行。
陆面气温观测，每日8时、14时、20时定时进行，最高、最低温度在20时观测，也即是20时分界时间。
4.2.5、日平均水位的计算，以“零”时为日分界，并分不同情况，用自述平均法、面积包围法进行。
4.3、水文情报
4.3.1、为开展短期洪水预报，搞好水库防洪渡汛工作，应该及进掌握流域内水情趋势，水情包括流域内上下游降水情况，干支流的水位流量，大中型水库蓄水及泄洪情况等。
4.3.2、为满足汛期调度工作需要，确定水库流域内的情报站（水文、气象站）为下列各站组成：
冕宁，西昌，德昌、米易、弯滩。
4.4、水文情报收发报
4.4.1、水文情报的收发报，按水利部《水文情报预报拍报办法》执行。
4.4.2、全年水情收发报，分汛期和非汛期两个阶段。
6月1日至10月31日为汛期，采用八段八次收发报；
11月至次年5月30日为非汛期，采用二段二次收发报。
传输方式主要采用电话、无线电台和传真报讯。
4.4.3、来往的水情电报，均由水情值班人员进行译电登记，收报资料的计算整理，应随时进行，计算流域平均时段降雨量、日雨量、前期土壤含水量、旬、月雨量等。
五、库水量平衡计算
5.1、机组用水计算
据机组生产厂家提供的流量为纵坐标，净水头为横坐标，机组效率为参数的运转特性曲线，用N=9.81QHη公式计算过流量。
再绘制出以水头为纵坐标，机组流量为横坐标，单机出力为参数的H-N-Q关系线，再根据机组平均出力查出单机用水量，用面积包围法计算单机日平均发电用水。
全厂发电流量为各单机用水量之和。
5.2、水库蒸发及水工闸渗漏水量
由于水库小，库区水面积小，水面蒸发忽略不计。
水工闸门渗漏水量小，鼓渗漏损失忽略不计。
5.3、闸门泄流计算
根据水利学公式计算出闸门开度的泄流量，绘制出以库水位为纵坐标，泄流量为横坐标，开度为参数的关系曲线。
当开启闸门时，即根据曲线查出泄水流量Q泄。
5.4、水库水量平衡计算
5.4.1、入库水量计算中以分日分月进行，计算式为：
Q入=Q发+Q泄▽V/△T式中：
—Q入为时或日或月进入水库的天然流量（m3/s）
—Q发为发电机组引用流量（m3/s）
—Q泄为闸门泄流量（m3/s）
—▽V为计算初始时间到计算终了时间，水库增加或减少的水量由水位库容关系计算得出。
—△T为计算时段和秒数
六、水文预报
6.1、中长期水文预报
6.1.1、利用本流域的长期径流系列，分析归纳其历史演变规律，进行本流域未来径流形势、数量的预报方法，称为历史演变规律法。
6.1.2、利用历史演变规律，可分别制作月、年径流的时序过程线，运用其历史演变的规律，作出未来径流情势的定性分析；
采用统计预报的均值，距平值、历史最大值、历史最小值等特征数值，对未来径流作出定量的预报数值。
6.1.3、对旬、月径流预报误差的评定，采用如下计算公式：
S=（实测值均值-预报值）×
100%
当相对误差S≤20%时，预报为合格，否则为不合格。
6.2、短期洪水预报
6.2.1、洪水预报是水库防洪调度的主要依据，当流域内发生较大降雨时，必须对将要发生的洪水进行预报，洪水预报的内容有：
入库洪峰流量预报、洪峰出现时间预报。
6.2.2、本流域属南方湿润地区，蓄满产流、超渗产流的现象都存在，但以蓄满产流为主的产流模式。
应以蓄满产流的理论和方法，来建立预报模型。
6.2.3、在流域内发生较大降水时，水凋值班人员应考虑暴雨强度及暴雨中心变化等实际情况认真地进行该次洪水的作业预报，预报成果仅限价于提供防汛领导小组参考。
6.2.4、对于大洪水的预报，调度核算成果，必须慎重对待，应由防汛主管领导，预报人员进行讨论，审选后，再向有关部门、单位传递。
预报作出后，也应密切注视水雨情发展，如遇新的情况，应及时作出修正或补充预报，并发出更正预报。
6.2.5、洪水预报误差评定项目及允许误差。
a、洪峰流量预报相对误差：
允许误差为+20%和-20%。
洪水流量相对误差=（预报洪峰流量-实际洪峰流量）/实际洪峰流量×
100%，洪峰流量相对误差小于允许误差为合格；
否则不合格。
b、峰现时间误差，允许绝对误差为6小时；
峰现时间误差=预报峰现时间-实际蜂现时间
c、洪峰流量预报相对预见期计算：
允许误差=预报发布时间至峰现时间小时数×
30%；
洪峰流量相对预见期=洪峰流量预见期-实际峰现期；
洪峰流量相对预见期小于允许误差为合格；
七、洪水调度
7.1、基本规定
7.1.1、小三峡电厂按五十一遇洪水设计，千年一遇洪水校核。
7.1.2、小三峡电厂防洪标准：
厂房闸坝段上、下游水位如下：
遇五十一遇洪水：
上游水位1099.40米；
下游水位1092.34米；
遇千年一遇洪水：
上游水位1103.60米；
下游水位1093.96米；
遇十年一遇洪水2560m3/s时，坝前水位不超个搬迁线（1099.40）米；
7.1.3、汛期限制水位：
1103.00米
7.1.4、洪水调度的任务，是遵照设计所拟定的洪水标准，高度原则和调度运行方式，对入库洪水进行科学的调节，使上游水库水位，不超过各流量级规定的洪水位；
在发生特大洪水时，确保水工建筑物的安全，做到不漫坝，不垮坝，不发生水淹下游保护区，不超过控制下泄量，不发生水淹厂房事故。
7.2、洪水调度
7.2.1、五十一遇洪水，洪峰流量3580m3/s，水库水位不超过1099.40米，下游水位不超过1092.34米。
7.2.2、千年一遇洪水，洪峰流量5470m3/s，水库水位不超过1103.60米，下游水位不超过1093.96米。
八、调度制度
8.1、实行值班制度，具体实施调度方案，视水库动态做到入出库水量平衡，以使发电有个较稳定的水头，并处理与水调有关的问题。
8.2、收听收视天气预报，收译水情雨情电报及时登记，观测前水位和本站降雨量。
遇有大的降雨作出洪水预报，提出预想蓄洪方案，并具体实施，平时予估24、48小时入库流量，通告中控室。
8.3、每当有库水位较大变化时，及时通知中控室，若负荷变化较大，也请中控室及时通告水调值班人员，及时调整闸门，以使水位在规定范围内。
8.4、妥善保管资料，负责整理上报上级部门所要的报表和资料数据，外单位不抄录资料，必须履行一定的手续，水调人员无权提供。
8.5、在值班工作中，遇到难以解决的重大问题，要及时请示厂领导，若擅自解决，责任自负。
8.6、做好安全工作，注意人身安全。
8.7、为了积累经验，不断提高业务水平，每年应对水调工作进行总结，并提出今后水库控制运用的改进意见。
九、附件
附件一、水文及水库特性表
附件二、电站主要技术指标表
附件一、水文及水库特性表
名称
单位
数量
备注
坝址以上流域面积
Km2
11150
多年平均流量
m3/s
237
调查历史最大流量
4630
实测最大流量
3830
设计洪水流量
3580
校核洪水流量
5470
正常蓄水位库容
万m3
1127.52
日调节库容
181.26
淤积前
多年平均悬移质输沙量
万吨
1160
推移质年输沙量
69
上游
校核洪水位
m
1103.60
P=0.15
设计洪水位
1099.40
正常蓄水位
1103
汛期限制运行水位
下游
1093.96
1092.34
Q=7780m3/s
正常尾水位
1088.32
Q=8900m3/s
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