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低水头电站水库回水分析研究卜继勘 低水头电站水库回水分析研究 卜继勘 ,李 玲 ,罗纯军 (湖南省水利水电勘测设计研究院 ,湖南 长沙 410007) 摘 要 : 指出了低水头电站水库常规回水分析处理方法中存在的问题 ,提出了应结合低水头电站特点的水库回水分析方法 。 关键词 : 低水头电站 ;水库回水 ;特点 ;方法 中图分类号 : TV74 文献标识码 : B 文章编号 : 100820112 ( 2003) 0620022202 1 问题的提出 在河流上修建水工建筑物 ,改变了天然水流状态 ,库区水位 抬高 。为分析建库后对上游库区淹没的影响 ,在进行河流规划 、 水库和电站设计时 ,均需计算库区回水曲线 ,该成果直接关系到 工程建设的规模 ,因此 ,水库的运行方式 、回水的计算处理方法 、 糙率取值等直接关系到库区人民财产安全和淹没损失的大小 , 是一项非常重要需慎重对待的工作 。 低水头电站地处河流的中下游 ,地形开阔 ,人口密集 ,经济较 发达 、水头低 、断面过水流量大 ,水头对发电的影响敏感 ,在水库 运行方式和回水处理等诸多方面与蓄能电站有不同之处 , 在此 通过实例 ,对低水头电站水库回水处理等进行研究分析 ,提出一 些初步的看法 。 2 低水头电站水库回水的特点 低水头电站因水头低 , 一般遇水库淹没补偿标准的设计洪 水时已不发电 ,泄洪闸全部打开 ,水库建库前后坝前水位的壅高 值较小 ,壅水高度 ,仅由闸墩和溢流坝引取 ,一般可控制在 0 . 3 m 以内 ,水库回水在坝前就可尖灭 ,而影响水库淹没指标的主要是 非汛期正常蓄水位 ,较小流量时的常年淹没 ,这一点与蓄能电站 有较大的差别 。通过研究分析 ,低水头电站回水线有如下特点 : 在某一蓄水位时 ,小流量的回水尖灭点离坝址远 ,大流量的回水 尖灭点离坝址近 ,当闸门全开时回水终点尖灭点移到坝前 。 3 低水头电站水库回水分析研究 3 . 1 低水头电站水库运行方式 水库回水成果与水库的运行方式有直接关系 , 低水头电站 的运行方式一般有 3 种 : ① 全年发电固定一个正常蓄水位 ; ② 水库分期水位控制 ; ③ 考虑洪水预报后的水库水位控制 。低水 头电站第 ①种运行方式要减少库区淹没就得降低正常蓄水位 , 靠减少发电量来实现 。为减少库区淹没 ,同时又希望尽可能的增 加发电量 ,但第 ②、③种运行方式便成为减少上游库区淹没损失 的重要手段之一 ,第 ③种运行方式需要建立一套完善的水情测 报系统 ,把流量分成段若干级 ,当预报某一流量等级的来水 ,将坝 前水位控制在某一高程 ,以不扩大上游淹没范围 。这种运行操作 较第 ①、②种方式复杂 ,需要不断积累经验和完善的预报系统才 能保证调度的可靠性 。为说明问题 ,下面以第 ①种运行方式来分 析回水计算处理方法 。 3 . 2 低水头电站常规的水库回水计算处理方法 3 . 2 . 1 常规的水库回水计算处理方法 低水头电站常规的水库回水处理方法有两种 : 一是按调蓄 水库的回水计算处理方法 ,即只考虑某一频率洪水天然水面线 与建库后的回水线 ,该方法基本上不考虑水库运行方式和因流 量大而机组停运情况 ,是 20 世纪 80 年代常采用的方法 。二是考 虑水库运行方式 ,且分析机组停机流量 ,即某一频率洪水淹没线 , 一般按正常蓄水位与停机流量的回水线和某一淹没补偿频率洪 水洪峰流量与相应的坝前水位 ( 这时闸门有可能全开) 的回水线 取外包线 。 3 . 2 . 2 存在的问题 按常规的水库回水计算处理方法 ,可能存在以下问题 ,当发 生某一频率洪水洪峰流量及以下时 ,出现机组停运 ,这时闸门全 开 ,建库前后坝前水位差较小 ,如能控制在淹没处理规范规定的 0 . 3 m 以内 ,回水在坝前尖灭 ,这时按常规的回水处理方法计算 的回水线会出现 : ① 坝前段回水位偏高 ,增大淹没补偿范围 ; ② 小流量时库尾淹没范围包不住 。反之 ,某一频率洪水的回水不能 在坝前尖灭 ,则也可能会出现上述第 ②种情况 。 3 . 3 结合低水头电站特点的回水处理方法 为解决常规回水处理计算方法存在的问题 , 结合低水头电 站特点研究水库回水处理方法 。 低水头电站 ,当泄洪规模足够大 ,发生水库淹没补偿设计洪 水标准时能使建库前后的坝前水位差控制在要求的 0 . 3 m 范围 内 ,则水库淹没线应由以下两种情况组成外包线 : ① 正常蓄水 位与停机流量线 ; ② 正常蓄水位与停机流量以下的各级流量 线 。当某一淹没补偿频率洪水建库前后坝前水位差在 0 . 3 m 以 上未尖灭时 ,则水库淹没线除上述 2 种情况的外包线外 ,还应包 括某一淹没补偿设计