﻿ 绩溪抽水蓄能电站下水库洪水调节分析

# 绩溪抽水蓄能电站下水库洪水调节分析Flood Regulation Analysis of Lower Reservoir of Jixi Pumped-Storage Power Station

Abstract: For a pumped storage power station, the flood regulation of lower reservoir should take the superimposition of inflow flood and generating flow into consideration, since the generating flow is usually larger than the inflow flood. The lower reservoir of Jixi pumped storage power station has a good condition of storage capacity with small hydro-fluctuation depth, while the flood control ability of downstream river is weak. The system generation requirements, the cost of hydraulic complex buildings and the downstream flood control security are supposed to be considered to design the scale of the flood control facilities in the lower reservoir. If the increase of the dam height is limited, a small scale of flood control facilities should be designed to reduce the downstream flood peak. In addition, the shutdown time of units can be controlled within 0.5 h by the step-by-step shutdown scheme.

1. 引言

2. 工程概况

3. 下游防洪要求及泄洪设施规模选择

3.1. 下游防洪现状及防洪安全要求

3.2. 下水库泄洪设施型式和规模选择

Figure 1. Spillway structure of lower reservoir of Jixi pumped-storage power station

4. 洪水调度原则

$\left\{\begin{array}{l}{V}_{si}={f}_{1}\left({Z}_{si}\right)\\ {V}_{xi}={f}_{2}\left({Z}_{xi}\right)\\ F\left({V}_{si},{V}_{xi}\right)={V}_{si}+{V}_{xi}-\left({V}_{ss}+{V}_{xs}\right)-\mathrm{max}\left({V}_{st},{V}_{xt}\right)\end{array}$ (1)

1) 当下库水位在死水位至正常蓄水位之间，且上、下水库死水位以上水量超过6 h发电调节库容 + 90万m3的水损备用库容时，开启导流泄放洞泄洪；当水位继续上涨至正常蓄水位时，关闭导流泄放洞闸门，溢洪道自由溢流；

2) 当水库水位低于正常蓄水位时，当入库流量小于泄洪设施的泄流能力和下游安全泄量的小值时，按入库流量泄洪，水库水位不变；当入库洪水超出泄洪设施的泄流能力和下游安全泄量的小值时，按泄洪设施的泄流能力和下游安全泄量的小值泄洪，水位壅高；

3) 洪水结束后，如果上、下水库水位仍未恢复正常情况，即上、下水库死水位以上总蓄水量仍超过6 h发电调节库容 + 90万m3的水损备用库容，继续利用溢洪道或导流泄放洞泄放洪水，直至上、下水库水位恢复正常情况；

4) 电站上水库因不设泄洪设施，上水库抽水量受上水库正常蓄水位控制，上水库水位达到正常蓄水位后，电站停止抽水，洪水经机组发电后通过下水库泄放；

5) 对下库水位在341.61 m (P = 3.33%洪水位)以下时，均按天然洪水和电站满发6 h流量进行叠加，考虑不同时间组合，寻求天然洪水与电站发电的最不利组合；当水库水位高于341.61 m时，电站2台机组停机；当水库水位升至242.20 m (P = 0.5%洪水位)时，电站全部机组停机。取各频率洪水坝前最高洪水位的外包线，即求得该频率洪水坝前最高洪水位及相应最大下泄流量。

5. 洪水调节成果及分析

Table 1. Calculation results of the flood regulation of Jixi’s lower reservoir

1) 考虑泄放洞故障、机组停机的校核工况，大坝200年一遇设计标准和2000年一遇校核标准洪水位分别为342.86 m、342.20 m，仅比设计工况超出0.04 m，最终大坝的设计、校核洪水位按校核工况采用。

2) 绩溪电站的下水库设计、校核洪水位仅超出正常蓄水位2.2 m、2.86 m，大坝规模增加较少，费用增加不多，可见通过缩小泄洪设施规模、适当壅高洪水位、增加少量坝高，来提高下游的防洪标准是合适的。

3) 进入下水库的洪水，经水库调节，最大下泄流量仅占入库洪峰流量的40%~60%，削峰作用明显。尤其当遭遇20年一遇及以下洪水时，下泄流量小于或等于约40 m3/s，可见绩溪电站可将下游河道防洪标准由现状的3~5年一遇提高至20年一遇。

4) 鉴于洪水调度原则中选择下水库水位在341.61 m以上即停机，本文对P = 0.5%厂房设计标准下电站发电受影响程度进行分析，见表2

Table 2. Analysis of impact on generation operation of Jixi PSP during flood period

6. 成果讨论

1) 绩溪抽水蓄能电站下水库建于集雨面积较小的山区河道上，天然洪峰流量和洪量均相对较小，机组满发流量和调节水量甚至与设计洪峰和洪量流量相当，发电流量对下水库洪水调节成果影响较大。为及时排泄洪水，尽量减少发电流量对调节库容的侵占，提高电站在洪水期的利用率，下水库泄洪设施考虑由溢洪道和启用高程较低的泄放洞(或底孔)等组合泄洪型式。

2) 绩溪抽水蓄能电站下水库库面面积相对较大，通过泄洪设施规模的合理设置，利用水库的滞洪作用可在保证电站满足系统作用的前提下，且工程费用增加不多的前提下，提高下游河道防洪能力，在工程设计中即为电站投运后发电运行受下游防洪制约的情况做出充分的考虑。但对于某些受地形条件、库区移民淹没影响等制约坝高增加有难度或工程费用增加较多的电站，泄洪设施规模选择，还应通过技术经济比较确定。此外，制定水库洪水调度原则和确定泄洪设施规模时还应结合水利部门对下游河道的防护规划开展研究。

3) 绩溪电站下水库在水位超出341.61 m以上时采取分级控制水位、逐级关机的方案，当电站遭遇P = 2%以上~厂房设计标准P = 0.5%的各频率洪水，即使按入库洪水与机组发电遭遇的最不利组合情况分析，全厂的停机时间至多为0.16 h~0.48 h (P = 0.5%设计标准洪水)，占电站设计日蓄能量的0.7%~2.6%，即绩溪电站设计标准洪水情况仍可保证电站日发电时间达到5.5 h以上，远大于安徽电站内已建的琅琊山、响水涧等抽蓄电站的日平均发电时间3 h左右。且对于其他入库洪水与机组发电的遭遇情况，电站发电受入库洪水影响的幅度将更小。

7. 结语

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