精心预报　合理调度　优化运行
郑晓影（安康水电厂，安康　725000）


1　水电站基本情况
　　安康水电站位于长江最大支流——汉江上游的安康境内，距下游安康市城区18km。
　　安康水电站装有200MW发电机组4台，装机容量为800MW，保证出力175MW，年装机利用小时3500h，平均年发电量为2800GW．h。最大坝高128m，坝顶高程338m。正常蓄水位330m，正常蓄水位下库容25．85亿m³。防洪限制水位325m，死水位300m，设计洪水位333．1m，设计洪峰流量为36700m³／s。校核洪水位337．05m，校核洪峰流量为45000m³／s。最大调洪库容（325～337．05m）为9．8亿m³。调节库容（300～330m）为16．7亿m³。
　　泄洪设施为5个溢流表孔（15×17m），5个泄洪中孔（11×12m），4个排沙底孔（5×8m）。
2　流域内气象、水文基本特征
　　水电站以上整个流域处于秦岭以南与大巴山之间。坝址以上流域面积为35700km²，其中上游汉江干流上石泉水电站控制流域面积为23400km²，安康水电站控制着石泉——安康区间12300km²流域面积。石安区间为峡谷型河道，河道比降在5‰以上。
　　流域内气候为北亚热带湿润气候区，多年平均降水量为800～1100mm，坝址处多年平均流量为608m³／s，多年平均年径流量为192亿m³。区内降水丰沛，洪水频繁，已有实测资料的1935年至2000年的65年间共发生10000m³／s流量以上的大洪水60余次，其中实测最大流量为31000m³／s，发生在1983年7月31日，重现期为200年，本次洪水石——安区间增峰流量为16000m³／s，区间洪峰模数达1．30m³／s／km²，属国内罕见。
　　石安区间水系分布很不对称，6条较大支流中的5条集中在易发生暴雨及大暴雨的汉江南岸，各支流入汉江干流河口距坝址距离为7～63km不等，其中第二大支流岚河入汉江河口。距坝址近7km。见图1。　　由于流域内独特的气候特征和地理、水文特征，构成本区洪水频繁、峰高量大、陡涨陡落、汇流快、雨洪同步性强等特点，导致“83.7”安康大洪水遭遇的是15年一遇的大暴雨却产生了200年一遇的大洪水，致使安康市城区被洪水淹没，死伤千余人，城区人、财、物损失惨重。
3加强洪水预报，确保水电站安全运行
3．1　安康大洪水的成因
　　形成安康大洪水的气象因素主要是：主要高空形势是横切变或丁字型切变，切变区既有气流辐合，又有较强的锋区。低层代表形势是700mPa汇合气流，即在汉江上游有一个较强辐合线，北侧为偏北风，南侧有偏南低空急流。低空急流一方面造成辐合，最主要的是从南海和印度洋带来大量水汽。无论高空、低空，夏季、秋季，产生大洪水的背景形势的最主要特点是西北太平洋副高很强，有中、低纬度系统相互作用和大形势相对稳定。只有两个纬度带的天气系统相互作用，造成相持局面，才能产生高强度的暴雨；同样，只有大形势相对稳定，才能使高强度暴雨长时间维持。也只有连续性的暴雨天气，才能造成汉江上游的大洪水。
　　加之流域内独特的水文地理特征，构成干支流洪水大部分遭遇或全部遭遇是安康大洪水和特大洪水形成的一种最主要的形式。其特征为暴雨中心的移动方向和速度与干支流洪水的汇流方向和速度大体一致，“83．7”安康大洪水为典型一例。
3．2　洪水预报
　　洪水预报是水电站水库防洪渡汛和水库运用的关键。
　　安康水库经过十几年的运行，已积累了比较完整的水库运行资料，加之多次和水科院、河海大学、陕西理工学院等科研院所合作，建立起了一套以水情自动测报系统为主，人工预报系统为辅的水库水情预报系统。并经对系统的多次改造完善，现基本满足于安康水电站水库运用之需要，为水电站枢纽的安全和经济运行打下了良好的基础。
4　开展经济运行，增加发电效益
　　安康水电站属不完全年调节水库，同时又是西北电网的调峰、调频骨干电厂，对整个系统的安全稳定、经济运行具有重要作用。因此，如何利用有限的水库调节能力，通过科学预报，进行合理的经济调度，以减少弃水、降低水耗、增加发电效益，是本电站的一项重要任务。通过长期在安康水电站工作中的实践，总结出一套可行的方法。
4．1　利用水文规律，实施预报调度
（1）通过多年的水文资料显示，汉江上游来水有如下特点：
　　①入库洪水具有明显的春汛、夏汛、秋汛3个层次，春汛“贵如油”、夏汛“峰高量大”、秋汛“水丰时间长”等特点；
　　②在多年的水库发电运行中，发现每年的弃水基本发生在7～10月份；
　　③枯水期来水偏少，并受上游石泉水电站运行方式的影响。
　　基于上述分析，安康水电站的经济运行首要任务，就是利用水文规律，结合天气预报，实施预报调度。在确保大坝工程本身的安全前提下，追求水电站发电经济效益的全面优化。具体作法如下：
　　3～5月份，水库调度旨在保持一定的发电水头情况下，尽量降低耗水率，并在6月底时，将库水位降至水库调度图的下限。
　　6～8月份夏汛期，在确保水电站枢纽安全的前提下，尽量采取来水前加大出力，将库水位降至死水位300m附近，腾出库容，一利防洪、二利排砂。并在天气预报的可预见期内，适时抬高库水位至汛限水位325m之上1～2m，并通过加大出力，尽快将库水位降至汛限水位之下，这样重复利用库容的调度方式，既增加发电量，减少库区泥沙淤积，又提高了水库的防洪能力。
　　9～11月份，应根据中长期气象预报和水文预报成果来制定水库运用方式，同时，本时段的来水具有不确定性和一次性，即这时期的每一场洪水均有可能是本年度的最后一场洪水。在目前气象、水文中长期预报精度不是十分可靠的情况下，水库水位不宜死盯汛期防汛限制水位这个“死指标”，且根据水文气象预报，结合水电站枢纽工程运行状况和上下游防汛要求，采取逐步抬高库水位，争取11月份左右将库水位蓄至正常高水位330m。以满足供水期的发电运行。
　　12月至次年2月份，在满足电网系统需求的前提下，尽量抬高库水位，保持较高的运行水头，提高机组效率、降低耗水率。
4．2　抓住“洪尾超蓄”，增加季节电能
　　就一个洪水周期而言，水库运用分为上涨、峰顶、退水、洪尾超蓄、发电消落5个阶段，同时，也具有不断变化、不断调整的特点。水电站汛期开展经济运用的任务在于根据所发生每一场洪水的具体情况，通过科学的分析决策，实现确保大坝枢纽工程本身的安全和追求发电运行经济效益的全面代化。安康水电站建成投产以来，通过十几年运用实践中的不断探索和总结，在汛期形成了以“洪尾超蓄”为主要方式的汛期经济运用基本模式。
　　所谓“洪尾超蓄”，是指仅仅发生在每场洪水消退的末尾，入库流量已降至3000m³／s左右，库水位在缓缓下降，且后期天气预报无明显降水过程，经过预测之后，关闭最后一、二扇泄洪闸门，此后，库水位即按预测速度上升至目标水位值。
　　在汛期实施“洪尾超蓄”方案时，一般还应满足下列条件：即4台大机组运行正常，水工建筑物无异常现象。同时，如遇天气或其它因素需改变水库的运行方式时，预泄不会对下游造成人为洪峰，上游不会增加淹没损失等因素，以做到万无一失。
　　如2000年6月25日开始，汉江上游流域普降大到暴雨，石——安区间累积降雨达150mm。在本次洪水过程中，水调人员积极开展中短期水文气象预报，并努力提高预报水平，不失时机的开展水库汛期经济运行方案。在6月25日流域开始普降大雨时，就主动与局水调科联系，请求他们向电网调度建议安康水电站4台机组满负荷发电，将库水位降至较低水位。当洪水退至末尾阶段时，根据已建立的气象卫星云图系统，并主动与安康地区气象台、汉中地区气象台和陕西省气象台联系，联合会诊中短期天气情况，在得到肯定的后期无降水预报结果后，及时果断地采用“洪尾超蓄”方案，增加季节电量。最终本次洪水水位蓄至327．91m，超蓄2．91m。耗水率由5．95m³／kWh下降至5．55m³／kWh，超蓄水量2．05亿m³，增发电量35GW．h。后期再采取“大发”的方式，将库水位尽快的消落至325m防汛限制水位以下运行，以迎接下场洪水的到来。
　　总之，安康水电站投产发电十几年以来，水库调度工作本着加强科学管理，开展合理经济调度，积极开展科学研究，采取各种方法，制定各种水库运用方案，在确保水电站枢纽安全的前提下，使水库多蓄水、少弃水，使水电站高水头、低耗水，为安全运行多发电、做出了较大的贡献。