[摘要]　甘棠江水电站上游有青狮潭水库，流域区间无径流资料，电站水能计算比较复杂。用分区综合计算方法来计算其径流，并介绍资料短缺地区径流计算方法，分析灌溉水量计算方法，径流式电站电能计算方法。表1个。[关键词]　水电站径流计算水能计算电能计算甘棠江系桂江上游漓江支流，流域内多为祟山峻岭，河床陡峻，主河流平均比降为8‰。流域植被良好，人类活动影响较小。甘棠江水电站地处南岭山脉南侧，属中亚热带季风气候区，气候温暖湿润，雨量充沛，流域上游为华南地区著名暴雨中心之一。流域内青狮潭水库多年平均降雨量为2130.9mm，多年平均径流深1239.1mm。年内雨量分配不均匀，多集中在3月中旬至8月，多年平均气温为18.7℃。多年平均蒸发量为1208.5mm，最大风速33m／s。甘棠江水电站位于甘棠江下游，坝址以上控制集雨面积778.98km2，其中流域内的青狮潭水库集雨面积474km2。电站设计装机容量1890kW，多年平均发电量794.2万kW·h。1来水量计算1.1来水量计算方法分析甘棠江水电站上游有青狮潭水库，总库容为6.1亿m3，集雨面积为474km2，占整个甘棠江电站流域面积的61％，所以在计算甘棠江径流时必须考虑到青狮潭水库的调节作用。同时，由于电站区间内没有水文气象观测资料，对于这种无资料地区的水能计算选择合适的方法也十分必要。无径流资料地区径流计算方法主要有如下几种：一是通过查算径流图表的方法来获得径流资料；二是使用相近地区的径流资料，采用流域面积比拟的方法计算出径流资料；三是采用附近地区的降雨资料，查算径流图表，得到相应的径流系数，再用合适的方法求到所需要的径流系数。考虑到甘棠江电站的具体情况，故采用分区结合的方式计算来水量。由于甘棠江电站内的青狮潭水库库容较大，水库有很强的调节作用，所以青狮潭水库的放水量要单独计算；同时青狮潭水库灌溉面积为37.34万亩[1]，所用水量占总来水量也比较大，这部分灌溉损失也要考虑。甘棠江电站区间并无径流资料，这部分按无资料地区处理。可以利用青狮潭水库站的降雨资料及水库内水文站的径流资料通过水文比拟的方式获得区间设计来水来量。用此来水量成果与青狮潭水库放水量计算成果相叠加，即可得到整个流域的设计径流。1.2青狮潭水库放水量分析计算青狮潭水库资料有水位、流量、降水量及蒸发量，水库控制流域面积474km2。该水库站自1961年以来到现在有完整的水文资料。水库流域内有3个水文站，2个雨量站。水库主要通过发电及排洪放水，其中发电放水直接进入东西干渠，在满足灌溉用水的情况下，剩余部分放回原河道。灌溉部分水量大部分被作物吸收及蒸发，但是仍有小部分水量进入甘棠江电站。排洪部分直接进入原河道。1.2.1青狮潭水库灌溉用水量分析青狮潭各电站都有详细的放水资料，所有电站的放水都直接进入灌溉渠道，其中一部分用于灌溉，多余部分又放回原河道；因此从现有资料中无法得到准确的逐年灌溉水量。无法得到实测的灌溉资料，只有通过其它方法分析灌溉资料。青狮潭水库现在实际灌溉面积为37.34万亩。广西水电设计院在青狮潭灌区总体规划报告中规划的近期(2005年)灌溉总面积为39.15万亩[2]，其中水田29.36万亩，旱地作物9.79万亩；同时该报告中还计算出按近期规划的定额情况下的1961年至1984年的灌溉水量(见表1)。由于缺乏实际的灌溉资料，我们引用《桂林市青狮潭灌区总体规划报告》的成果。通过对1961年至1984年青狮潭灌溉区降水量(青狮潭水库站)与灌溉用水量进行相关分析发现其相关关系好，相关系数为0.9。1985年至2004年的灌溉用水量通过此分析成果进行插补，成果见表1中“灌溉水量”一栏。1.2.2青狮潭水库供水量据分析，农业实际灌溉用水并非消耗全部用水量，会有部分剩余水量返回到原河道；据《广西地表水资源》的研究成果[3]，返回水量为原灌溉水量的17.8％。因此，青狮潭水库的放水中扣除灌溉损失，损失量为总灌溉用水量的82.2％，剩余部分作为甘棠江电站的来水量。同时青狮潭水库历年都有排洪，这部分排洪水量加上发电用水中扣除灌溉水量的部分水量及灌溉水量返回部分即为青狮潭水库对甘棠江电站的供水量。1.3甘棠江电站区间来水量甘棠江电站上游青狮潭水库内有3个水文站，其径流资料比较完善，可以用流域比拟的方法来求得甘棠江区间的径流资料。但是由于青狮潭水库上游区正好是华南著名的暴雨区，其降雨量无论是按场或按年计算都要比区间大得多，这样通过比拟的方法来计算可能得到偏大的结果。为避免出现这样的问题，我们采用径流系数法，以青狮潭水库站的降雨量为控制来计算区间径流量。1.3.1径流系数的确定通过分析1961年到2004年青狮潭水库的降雨量及径流量，可得青狮潭水库多年平均径流系数为0.84。青狮潭水库流域内为高山，也是华南的主要暴雨区之一，水库站(坝首站)的降雨量往往比流域内降雨要小些，因此此径流系数偏大，不能实际反映区间的真实情况，同时查《广西地表水资源》的相应径流系数得0.64。综合分析，甘棠江电站区间径流系数取0.65。1.3.2区间径流量的计算由于甘棠江电站区间无水文资料，而青狮潭水库坝首雨量站的位置正好处于甘棠江电站区间的上部边缘，因此直接以此站的雨量代替区间雨量。用上述分析所得的径流系数乘以区间逐年雨量即得区间逐年径流成果(见表1)。把上述青狮潭水库供水径流量与区间来水量加起来即得甘棠江历年径流量。经进行排序及频率计算可得各种保证率的年来水量。2设计年径流2.1计算时段长的选择甘棠江水电站为径流式电站，无库容。为了尽可能提高电能计算精度，以便真实反映电站实际用水情况，计算时段尽量取短些，这里以日为计算时段长。这样的处理会涉及庞大的数据，不过，使用电子计算机来计算也不存在什么问题。2.2设计代表年的选择青狮潭水库近年来担负起漓江调水的任务，因此为考虑甘棠江电站以后运行更为合理，应尽量取近年来的放水过程作为各种保证率的年内径流分配的参考对象。其中2002、2001及2000年正好接近丰平枯3种设计保证频率，因此分别用这3a的青狮潭水库出库过程作为设计保证率径流过程计算的参照对象。2.3设计年径流过程的计算由于作为典型年的3a都没有详细的灌溉水量年内分配资料，所以采用《桂林市青狮潭水库综合利用总体规划报告》的近期规划(2005年)的计算成果中1971年年内分配作为参照对象，并根据相应设计年份的灌溉水量进行缩放，求得灌溉水量的年内分配。1971年年径流量接近平水年径流量；为简便计算，丰水年及枯水年灌溉水量的年内分配也参照该年进行相应的缩小或者放大。青狮潭水库历年都有逐日出库流量表，因此，水库供水量的年内分配可以考虑用各种设计保证率相应的年径流量来控制，以出库流量扣除灌溉损失水量部分后的年逐日水量分配过程来求得相应设计保证率的径流分配过程。甘棠江电站区间年内设计径流的计算是以平水年流域内上游水文站和平站的径流过程为参照对象，以设计区间径流量为控制计算而得。把上述2部分径流过程叠加，可得到各种设计频率的年径流过程。由于此成果数据太多，这里不再列出，具体可参看文献[4]。2.4水能计算甘棠江水电站是径流式电站，自身没有水库的调节，因此在电能计算时按单独运行日调节计算。径流调节计算以日为时段，采用时历年法计算。这样的计算可以大大提高计算精度，使计算更为合理。甘棠江水电站设计装机容量为1890kW，水轮机效率系数取0.93，发电机效率系数取0.83。其中水头由电站上游水位减去下游水位。当来水流量小于1171.8m3／s时，上游水位为156.3m，当流量增大时，则水位上涨。下游水位则随着电站下泄流量的变化而变，在洪水期还要考虑漓江回水的顶托。计算中要同时考虑发电机组的出力限制，当水头小于2.5m时，电站不能发电，全部弃水。在电能计算中，分别对装机为1890kW、2000kW及2400kW3种方案进行了比较，并计算各种情况下的枯水期电能；经综合分析，最后取1890kW作为最终的设计装机容量。其相应的多年平均发电量为794.2万kW·h，机组利用小时数为4202h。可以看出机组利用小时数很高，效益也十分显著，这主要是青狮潭水库强大的调节作用所致。近年来，为确保漓江旅游，青狮潭水库担负起漓江调水任务，这要求青狮潭水库在洪水期尽量多蓄水，在枯水期则要有经常的放水。这样的调节原则会使甘棠江电站来水变得更为均匀些，这对提高甘棠江水电站水量利用率会起到积极作用，发电量也将有一定的提高。计算成果参见文献[4]。3结语甘棠江电站来水量计算较为复杂，我们采用了分区计算的方法有效地解决了流域内有大型水库的径流计算问题。同时对青狮潭复杂的灌溉资料进行合理的分析，力求得到合理的成果。径流计算采用以日为时段长的计算方法，有效的减少了径流式电站的水能计算误差，我们认为计算方法正确，成果合理可靠。参考文献：[1]余作仁，等．广西大型水库基本资料[R]．广西水利工程管理局，2002．[2]桂林市青狮潭灌区总体规划报告[R]．广西水电设计院，2001．[3]广西地表水资源[R]．广西水文局，1984．[4]林崇添，等．桂林市甘棠江水电站设计报告[R]．广西水电技术学院设计室，2005．