桐柏抽水蓄能电站洪水期运行方式研究

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1、桐柏抽水蓄能电站洪水期运行方式研究王红（华东勘测设计研究院杭州310014）摘要：本文针对桐柏抽水蓄能电站的特点，分析电站洪水调度可能面临的问题，提出合理的洪水调度方式关键词：抽水蓄能电站溢洪道放空洞洪水调节计算洪水调度1.前言由于抽水蓄能电站发电流量是排放至下水库，所以下水库洪水调节计算必须考虑发电流量和天然洪水的共同影响。桐柏电站4台机组满发流量约570m3/s，大于下水库坝址1000年一遇洪峰流量，而桐柏电站下水库库容有限，调蓄洪水能力较弱，在发生洪水时，发电有效库容会被洪水侵占，当水位超过溢洪道堰顶高程后，如果机组仍在发电，则发电流量将转化成下库的过坝洪水，入库天然洪水与机组发电流量共

2、同影响，必将对下游形成冲击。为此本电站不仅在坝体右岸设置了开敞式溢洪道，还在死水位以下设置一泄放洞，以便能尽早排放入库洪水，减少对下游的冲击。2.电站概况桐柏抽水蓄能电站利用已建的桐柏水库作为上水库，新建下水库，装机1200MW，为日调节抽水蓄能电站。上、下水库大坝分别为均质土坝和面板堆石坝,均为一等一级建筑物,按200年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核。电站下水库正常蓄水位141.17m，坝址以下大部分河道防洪能力很差，河道安全泄量仅50m3/s，两岸主要为农田；上水库正常蓄水位396.21m，水库库周396.9m高程以上有五个居民点。本流域在春夏之交和夏秋两个季节为洪水多发期。上下水库

3、集雨面积分别为6.7km2和21.4km2，属特小流域，源短坡陡，洪水特点为暴涨暴落，洪水过程历时短促，一般为一天左右。3．泄洪设施上水库由于库周有需要防护的对象，为了保证库周居民的安全，在大坝右侧设置了净宽2×6m的溢洪道，堰顶高程394m，并设置闸门以控制水库水位。下水库下水库泄放洞由导流洞改建而成，其主要任务是在洪水到来时随时将入库洪水排至下游使之不侵占有效库容，最大限度使水库下泄洪水形态和天然洪水保持一致。泄放洞出口断面尺寸为2m×3m，底板高程82.6m。下水库溢洪道采用坝身无闸开敞式溢洪道，溢洪道堰宽2×13m，堰顶高程141.9m。2-54.洪水调节计算原则和方法根据《水利工程水

4、利计算规范（SL104—95）》中“水利工程的水利计算，应考虑上、下游已建和在建工程与本工程的相互影响。”的规定，在制定下水库洪水调度原则时，应充分考虑下游相关设施的防洪要求。故洪水期需考虑机组发电与洪水流量的叠加，制定合理的洪水调度原则，最大限度地保证水库上下游的安全。上、下水库调洪计算都需满足下列水量平衡关系。(Q1+Q2)/2+Qj－(q1+q2)/2＝(V2-V1)/△tV=f(Z)——库容曲线q=f(Z)——溢洪道泄流曲线式中：Q1、Q2：分别为时段初和时段末的入库洪水流量；Qj：机组发电(抽水)流量(m3/s);q1、q2：分别为时段初和时段末的出库流量（含溢洪道泄量和放空洞泄量）

5、；V1、V2：分别为时段初和时段末的库容；△t：为计算时段，用秒表示；Z：为水库库水位。计算过程中需满足的边界条件如下：◆上水库水位达396.21m，入库洪水流量小于73m3/s，利用溢洪道闸门控制下泄流量，维持库水位不超过396.28m；◆上水库水位超过396.28m，入库洪水流量大于73m3/s，溢洪道闸门全开，入库洪水自由溢流。◆下水库水位低于141.9m时，入库洪水通过泄放洞排放，泄放洞排放流量为前一时段入库洪水流量；◆下水库水位高于141.9m，低于145.6m（P=0.5%洪水位），水泵水轮机、泄放洞、溢洪道共同参与调洪；◆下水库水位高于145.6m，电站停止发电，关闭泄放洞，洪水

6、通过溢洪道排放；◆水库下泄流量不大于同频率天然洪峰流量。5.桐柏电站洪水期运行调度细则根据上述原则进行不同组合方案调洪计算的成果表明，为了保证水库下游河道行洪和库周居民生产、生活安全，洪水期电站运行必须遵循以下调度细则：①上水库水位到达396.21m时电站停止抽水；②下水库水位低于141.9m时，电站正常发电；③下水库水位高于141.9m，低于143.2m（P=20%洪水位），限制电站工作容量为600MW；④下水库水位高于143.2m，低于145.6m（P=0.5%洪水位），限制电站工作容量为300MW；⑤当库水位高于145.6m，电站停止发电。2-5调洪计算成果详见表1，图1～2。桐柏抽水蓄

7、能电站调洪计算成果表1项目单位频率0.1%0.5%2%5%上水库入库洪峰m3/s208150.073最大出库流量m3/s132100.5073库水位m397.20396.71396.21下水库入库洪峰m3/s496361256190电站最大发电流量m3/s572572572572最大出库流量m3/s486.22336.77242.88190库水位m145.24144.07143.14142.41影