塔吉克斯坦努列克水库的运用经验：解决水能问题的分.docVIP

　　塔吉克斯坦努列克水库的运用经验：解决水能问题的分 摘要：水力枢纽始建于1960年，1979年投入运行。1983年9月21日水库首次蓄水到正常高水位。水力枢纽轴线处瓦赫什河多年平均泾流量为205亿立方米。水力枢纽的设计参数保证水库泾流季调节，部分多年调节，但在实际运用中并不是这样。这既与邻近共和国（乌兹别克斯坦和土库曼斯坦）的灌溉要求有关，也与塔吉克斯坦的沉重电力状况有关，塔吉克斯坦冬季电力供应不足，特别是最近十几年。所以在枢纽运用以后，水库的实际工作制度是每年9月最大可能蓄水，而5月前又不得不放水。 关键词：塔吉克斯坦努列克水库 水能问题 分析方法 努列克水力枢纽位于塔吉克斯坦瓦赫什河上，是世界上最高的土石坝之一（坝高300米），努列克水库有下列设计参数： 库容： 总库容：105亿立方米 有效库容：45亿立方米 水库正常高水位时水面面积：98平方公里 水库正常高水位时回水长度：70公里 水库最大水深：270米 水库最大水面宽：5公里 水库正常水位：910米 水库死水位：857米 水力枢纽始建于1960年，1979年投入运行。1983年9月21日水库首次蓄水到正常高水位。水力枢纽轴线处瓦赫什河多年平均泾流量为205亿立方米。水力枢纽的设计参数保证水库泾流季调节，部分多年调节，但在实际运用中并不是这样。这既与邻近共和国（乌兹别克斯坦和土库曼斯坦）的灌溉要求有关，也与塔吉克斯坦的沉重电力状况有关，塔吉克斯坦冬季电力供应不足，特别是最近十几年。所以在枢纽运用以后，水库的实际工作制度是每年9月最大可能蓄水，而5月前又不得不放水。 努列克水库的工作制度特点与达加里灌溉隧洞有关，达加里灌溉隧洞的进水口在隧洞左岸。达加里隧洞是用来给塔吉克斯坦共和国一些地区供水和灌溉是用来给塔吉克斯坦共和国一些地区供水和灌溉开垦的农田。隧洞设计过水能力为100立方米/秒。通过隧洞灌溉开垦农田的流量大体上是10立方米 6 lang=EN-US/秒，重要的是这项灌溉工作不能晚于4月底到5月初开始，就是说，这个时期已是一年中最缺电时间的最后时段了。在这种情况下，由于没有建好供水工程，只好用隧洞供水，但只有在水库水位不低于859米（高于水库死水位2米）才可以，这实际上是不允许用隧洞完全放水。 规定努列克水力枢纽水库每年都要全部利用有效库容，这样的运用制度是从可得到最大发电量考虑。遗憾的是，这完全是从直觉概念提出的计划，因为通过水轮机加大流量的水库任何放水，都可以增加发电量。符合这个总原则的任何计算，至今还没有进行过。尤其是没有研究过在放水期间内水库运用的优化问题。同时，局部性的一些问题研究表明，这个计划的论证是不够的。因为依据水电站发电量的基本方程，发电量与通过水轮机的流量和水头有关： 式中：Э—时段t内发电量，千瓦#8226;小时；η—水电站有效利用系数；Q—流量，立方米/秒；H—水头，米；t—时间，小时。 增加通过水轮机的流量，水库放水，这同时会增加水头损失。与具体条件有关，既可以增加发电量，也可以减少发电量。 为简化，取水库为圆柱形，库水面有不变的水深。在这种情况下，可以将水库完全均匀放水所得到的增加发电量效益，与保证有最大水头下的正常高水位时，河流完全是通过流量所作功相比，只有在放水时段T，比按下式（2）计算所得小时，才会得到增加发电量效益。 式中：T—水库放水时段，小时；S—水库水面面积，平方米； H正常水位—水电站最大可能水头（在正常水位下），米；H死水位—水电站最大可能水头（在死水位下），米；Q—在时段T内流入水库的平均流量，立方米/秒。 对于努列克水力枢纽，S=98平方公里；H正常水位=270米；H死水位=210米；Q=600立方米/秒，按公式（2），可以得到水库完全放水的效益： 这个时间几乎比努列克水力枢纽运用中实际采用的水库完全放水时间小六倍。这一点已表明，努列克水电站在水库运用中，现有的运用规定论证不够。 解决努列克水电站运用的优化问题，为了实际应用必须准确和细化，可以在数学模型框架内采用计算机。下面引入的是这种优化模型的计算结果。 在模型求解的程序中，利用了Generlized Reduced Gradient（GRG2）非线型优化计算方法，GRG2是列欧诺姆、拉斯达诺姆（位于Austion的德克萨斯州大学）和阿拉诺姆、屋欧列诺姆（美国Cleveland市州立大学）编制的。该方法的相对误差在0.000001。 瓦赫什河和努列克水电站水库水资源利用的优化模型，作为优化的标准，是在所研究的时间内发电量冬季最大化。模型中的原始数据是水力枢纽的来水量；由水库取水的灌溉水量；得到的实际数据近似值关系如下： H上游=f（H）；S=f（W）；W蒸发i=f（S）（i=1,2,…12）； Q最大=f（H）；q单位=f（H）；H下游=f（Q） 式中：H上