第三章 調度運用

第一節 調度運用概述

一、水庫調度的意義

天然來水在時空分配上是不均勻的。年際之間、月際之間來水極不平衡，不適應工農業生產的用水需要。興建水庫為解決來水與用水的矛盾創造了條件。根據河川徑流的特點和用水部門的需要，充分利用水庫的調蓄能力，正確處理好防洪與興利、蓄水與泄水以及各用水部門之間的關系。而根據徑流預報和用水計劃，結合工程的實際能力和上下游防洪要求，制定合理的水庫運用方案的過程稱為水庫調度。水庫調度運用就是運用水庫的調蓄能力，科學地調度天然用水使之適應人們的用水需要達到興利除害的目的。水庫調度得當，就能充分利用水庫的調蓄能力，合理地安排蓄、泄關系，多次重復使用調蓄庫容，做到多蓄水，少棄水，充分發揮工程效益。尤其小型水庫多具有地理環境復雜、氣候條件特殊、匯流時間短、洪峰流量大等特點，如果調度不當，盲目蓄泄，造成需要水時沒有水，不用水時又大量棄水，給下游帶來不應有的災害，甚至對人民生命和財產造成巨大的損失。因此，水庫調度管理是水庫管理工作的一項重要任務。

二、水庫調度分類

水庫調度可按不同用途、不同目標進行分類，一般有以下幾種方式。

1.按水庫目標劃分

（1）防洪調度。防洪調度的任務是在確保工程本身及上下游防洪安全的前提下，對水庫的調洪庫容和興利庫容進行合理安排，以充分發揮水庫的綜合效益。防洪調度方式是根據河流上下游防洪及水庫的防洪要求、自然條件、洪水特性、工程情況而合理擬定的。為此必須繪制防洪調度線，該線是指為安全攔蓄設計洪水的要求，汛期各時刻水庫必須預留的庫容指示線，其作用是指示何時需要啟閉泄洪閘門運行泄洪控制。

（2）興利調度。興利調度的任務是充分利用水庫的調蓄能力對河川徑流在時空上進行重新分配，來滿足用水的需要。興利調度一般包括發電調度、灌溉調度以及工業、城市供水與航運對水庫調度的要求等。

（3）綜合利用調度。如果水庫擔任有發電、防洪、灌溉、給水、航運等方面的任務，則在繪制調度曲線時，根據綜合利用原則使國民經濟各部門要求得到較好的協調，使水庫獲得較好的綜合利用效益。

2.按調度周期劃分

對有水庫調節能力的水電站，按照水庫的調節性能可分為以下幾種類型。

（1）日調節。在一晝夜內將天然徑流進行重新分配的調節，調節周期為24h。

（2）周調節?？稍谝恢軆韧瓿伤畮斐錆M到放空的循環，即水庫具有可調節一周內河川徑流的能力。

（3）季調節。在一個季度內完成水庫充滿到放空的循環，能承擔一個季度內河川徑流調節的任務。

（4）年調節。分為完全年調節和不完全年調節。能將年內全部來水量按用水要求重新分配而不發生棄水的徑流調節稱為完全年調節；反之則為不完全年調節。

（5）多年調節。多年內完成充滿到放空水庫的循環，能將多年期間的豐水年份多余水量存在水庫中，以補枯水年份水量的不足，這種調節稱為多年調節。

3.按水庫數目劃分

按水庫數目可分為單一水庫調度及水庫群的聯合調度。水庫群聯合調度就其結構形式又可有并聯水庫、低級水庫群（串聯水庫群）及混聯水庫群調度。

三、水庫調度運用指標

1.水庫特征指標

水庫特征指標包括正常蓄水位、汛期限制水位、防洪高水位、設計洪水位、校核洪水位、死水位等特征水位，以及總庫容、興利庫容、防洪庫容、調洪庫容等特征庫容，如圖3-1所示。

水庫死水位（Z_死）及死庫容（V_死）。水庫在正常運用情況下允許消落的最低水位，又稱設計低水位。水庫正常蓄水位與死水位之間的變幅稱水庫消落深度。死庫容是指死水位以下的水庫容積，又稱墊底庫容。一般用于容納淤沙、抬高壩前水位和庫區水深。在正常運用中不調節徑流，也不放空。只有因特殊原因，如排沙、檢修和戰備等，才考慮泄放這部分容積。

水庫正常蓄水位（Z_正）及興利庫容（V_興）。水庫的正常蓄水位是水庫在正常運用情況下，為滿足興利要求應在開始供水時蓄到的高水位，又稱正常高水位、興利水位。它決定水庫的效益和調節方式，也在很大程度上決定水工建筑物的尺寸、型式和水庫的淹沒損失，是水庫最重要的一項特征。當采用無閘門控制的泄洪建筑物時，它與泄洪堰頂高程相同；當采用有閘門控制的泄洪建筑物時，它是閘門關閉時允許長期維持的最高蓄水位，也是擋水建筑物穩定計算的主要依據。興利庫容，即調節庫容，是正常蓄水位至死水位之間的水庫容積，用以調節徑流，提供水庫的供水量或水電站的出力。

防汛限制水位（Z_限）和結合庫容（V_結）。水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位，是預留防洪庫容的下限水位，在常規防洪調度中是設計調洪計算的起始水位。防洪限制水位與正常蓄水位之間的庫容稱結合庫容（V_結），此庫容在汛末要蓄滿為興利所用。在汛期洪水到來后，此庫容可作滯洪用，洪水消退時，水庫盡快泄洪，使水庫水位迅速回降到防洪限制水位。

水庫防洪高水位（Z_防）和防洪庫容（V_防）。水庫的防洪高水位是水庫遇到下游防護對象的設計標準洪水時，在壩前達到的最高水位。只有當水庫承擔下游防洪任務時，才需確定這一水位。防洪庫容是防洪高水位至防洪限制水位之間的水庫容積，用以控制洪水，滿足下游防護對象的防洪標準。當汛期各時段分別擬定不同的防洪限制水位時，這一庫容指其中最低的防洪限制水位至防洪高水位之間的水庫庫容。

允許最高洪水位（Z_允）。在汛期防洪調度中，為保障水庫工程安全而允許充蓄的最高洪水位。一般情況下，如工程能按設計要求安全運行，則原設計確定的校核洪水位即可作為水庫在汛期的最高控制水位，在實時調度中除在發生超設計標準洪水時不應突破。

水庫設計洪水位（Z_設）。水庫設計洪水位是當水庫遇到大壩的設計洪水時，在壩前達到的最高水位。它是水庫在正常運用情況下允許達到的最高水位，也是擋水建筑物穩定計算的主要依據。

水庫校核洪水位（Z_校）及調洪庫容（V_調）。水庫校核洪水位是水庫遇到大壩的校核洪水時，在壩前達到的最高水位，它是水庫在非常運用情況下，允許臨時達到的最高洪水位，是確定大壩頂高及進行大壩安全校核的主要依據。

2.水庫調度參數

水庫調度參數包括防洪標準及下游安全泄量、供水量與供水保證率、灌溉面積和灌溉保證率、裝機容量與保證出力、通航標準、防凌運用水位、生態基流或最小下泄流量等。

3.其他相關資料

水庫調度相關的庫容曲線、泄流能力及泄流曲線、下游水位流量關系曲線、電站水輪出力限制線、入庫水沙、冰情等基本資料。

汛期限制水位是防洪調度中的一個關鍵性指標，既關系到水庫安全度汛，又影響到水庫興利蓄水，應根據大壩安全狀況、下游河道行洪能力、當地洪水規律等情況，綜合考慮確定?？梢苑侄未_定不同的汛期限制水位，使防洪與興利相互兼顧，使水庫最大程度地發揮效益。

四、水庫調度運用基本資料

為做好水庫的控制運用工作，水庫管理部門需進行深入的調查，整理相應的資料，主要包括以下幾個方面。

1.工程規劃設計方面

（1）本水庫工程在流域中的地位和作用、興建目的以及對水庫運用上的要求等。

（2）水庫工程的設計、校核標準及安全系數，工程的主要結構及其規模（包括工程設計的有關特性曲線及圖紙）；水庫的各種特征水位及其相應庫容，如設計水位、校核水位、正常高水位及死水位；水位與面積、容積及泄流量等關系曲線，以及工程驗收、鑒定文件等。

（3）閘門啟閉設備性能和泄流能力，工程的操作規程及各有關部門的協作和協議。

2.水庫工程現狀及特征方面

（1）庫區內人口遷移、土地征用、淹沒、浸沒、坍岸及回水影響的高程范圍，庫區土地利用和生產經營情況。

（2）工程現狀、運用期間的觀測資料、工程的養護維修資料等。

3.流域內自然地理及水文氣象方面

（1）流域內地形、地貌及干支流情況，森林植被現狀及其變化情況。

（2）水庫上游地區水土保持措施現狀及其規劃，對來水來沙變化規律的影響。

（3）流域內及鄰近流域的水文氣象站網分布及測報、預報情況。

（4）庫區內水量的補給、滲漏及水文地質情況等特別是對蓄水及運用的影響。

（5）歷年水文氣象觀測、調查及特征統計資料有關暴雨中心移動方向，不同地區同時出現暴雨的可能性及最大暴雨量的分析，有關洪水分析資料包括歷年洪水發生規律，各時期洪峰、洪量的頻率計算及典型洪水過程線的選擇等。

（6）下游有一定防洪任務的水庫，還應搜集下游河道堤防允許泄量及有關洪水遭遇組合流量，保護城鎮人口，重要的公路、鐵路、學校文物等方面的資料。

當資料欠缺時，應向規劃設計及施工等有關部門搜集。必要時，還應組織力量進行勘測調查分析積累。