水力发电学报

宝鸡峡灌区水力发电和库塘水调配探析 

来源:水力发电学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-07

1 灌区概况

宝鸡峡灌区位于陕西省关中西部,东西长181km,南北平均宽14km,总面积2355km2。灌区按自然地形和工程布局分塬上、塬下两大灌溉系统。林家村、魏家堡两渠首设计引水流量共95 m3/s,加大流量115 m3/s,设施灌溉面积291.56万亩,有效灌溉面积280万亩,承担着宝鸡、杨凌、咸阳、西安四市(区)14个县(市、区)的农田灌溉任务。灌区现有引水枢纽2处;中型水库6座,总库容3.3亿m3;抽水站22座,装机功率2.69万kw;干渠6条,长412.6km,支(分支)渠84条,长746.25km;退水渠24条,长51.49km;斗渠1956条,长;干、支、退水渠共有各类建筑物5678座。水电站6座,总装机3.39万kw。是一个多枢纽、引抽并举、渠库结合、长距离输水、大型建筑物较多的灌排体系,是陕西省目前最大的灌区,也是全国十大灌区之一。以占全省1/18的耕地,生产了占全省总产量1/7的粮食和1/4的商品粮,被誉为“三秦第一大粮仓”。

2 水文气象特性

宝鸡峡灌区属大陆性气候的半干旱地区,1954~2004年长系列多年平均降水量570mm,最大为1146mm,最小为243.3mm。降水量年内分配不均,春夏多旱,秋季多涝,7~9月降水量占全年的50%左右,且多以暴雨形式出现,很难利用。年平均蒸发量1110mm,年平均气温13.2℃,最高43℃,最低-21.5℃,最低月平均气温-1.8℃。日照2140h,无霜期220d,结冰期一般在12月上旬到翌年3月上旬。灌区地下水埋深,渭河阶地区一般为5~20m,黄土塬区5~80m,最深达百米。PH值7.9,矿化度0.4~0.9g/L。

灌区4座水力发电电站和6座水库水源以拦截渭河径流为主,辅以少量水库上游来水。渭河林家村站以上流域面积为km2,依据1944年~2004年51年实测资料,多年平均年径流量22.44亿m3,最大年径流48.82亿m3(1963),最小年径流3.17亿m3(1997),常流量30~50m3/s。多年平均含沙量6.1%,最大含沙量为55%。含沙量大于15%(引水沙限)的多年平均天数为17天;魏家堡以上流域面积为km2,多年平均径流量34.6亿m3,常流量40~70m3/s,最大流量5970m3/s(1954年),最小流量0.23m3/s(1979年),多年平均含沙量6.3%,最大为50%,年含沙量大于15%的天数平均为15.4d。

3 水库、电站调度要点

多年实测资料显示,渭河径流丰枯变化巨大且难以预测。灌溉用水是灌区的主导产业,效益应优先予以保障;水力发电是灌区的重要支柱产业,近年来效益回报显著,应充分重视切实抓好。这两个关键因素决定了蓄库发电调度的主导思想应该是“保证蓄库、稳定发电、统筹调度、效益最大”,既要在开灌前储备相对丰裕的水源,又要照顾发电生产的特点,发挥设施效能,充分利用水源,争取最大的发电效益。当旱情出现、河源来水不敷使用时,则应及时调动库水,弥补供水缺口,全力满足灌溉需求。调度工作要注意把握以下几点:

3.1 分析水源规律,把握蓄水时间

宝鸡峡灌区全年一般安排4次蓄水,即:9—11月蓄水供冬灌用水;2月前后有短时间蓄水供春灌用水;5月前后蓄水供夏播灌用水;7月上中旬蓄水抗御伏旱。具体调配应根据当时水情灵活掌握处理,在灌溉季节的用水间隙,只要河源来水含沙量不超过标准,都可以及时安排蓄库(塘)。

3.2 严控指标,保证安全,延长库塘使用年限

王家崖、信邑沟、大北沟、泔河等四座水库属渠库结合工程,库区上游来水很少,基本没有排沙能力,灌区陂塘更是如此。水库蓄水含沙量控制不当,会加速水库淤积,缩短水库的寿命。据统计:这四座水库初期十年共淤积6220万m3,占原有效库容35%。为减少淤积,在林家村水库投入运用后,充蓄下游水库的含沙量宜控制在1%以下;陂塘蓄水可参考水库规定自行掌握。为了确保安全,水库必须严格按照上级批准的时段控制水位运用。

3.3 统筹安排蓄库发电,务求效益最大

发电和灌溉用水同为灌区主导产业。非灌溉季节的水量调配,应当蓄库发电统筹兼顾,不可偏执其一。为有效实现这一目标,可采用蓄库进度目标控制的办法: (1)在每一个可能蓄水时段之初,根据水情、作物需水规律,结合长期天气预报,估算下一灌溉时段的总用水量、水库供水量,进而确定本时段的蓄水目标,包括总蓄水量、蓄水时间、平均流量等;(2)以时间为横坐标、库蓄水量为纵坐标建立蓄库进度目标控制图,连结表示蓄水起迄状况的两个坐标点形成蓄库进度目标线,并以随时间变化的待蓄水量之10%为标准,划定上下执行误差控制线;(3)蓄水过程中,每过三天(或五天)将日期、当日库蓄水量点绘于蓄库进度目标控制图上,逐步连成蓄库进度过程线。随着蓄库进展该过程线应盘旋于目标线附近,当过程线接近执行误差控制线时,即增减魏家堡电站流量,使其向目标线回归。除非有超越调配手段的缘由,蓄库进度过程线始终不得跨越上下误差控制线;(4)调整发电流量时,应准确判断水情变化趋势,并考虑电站机组配合因素。天气、水情发生异常变化时,应及时修正蓄水控制目标。

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