渾河沈陽(yáng)城市段工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行方案

溫會(huì)軍

（遼寧石佛寺供水有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110166）

1 方案編制思路

渾河沈陽(yáng)城市段工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行方案的編制復(fù)雜性較高，需要在整體策劃、明確思路的基礎(chǔ)上，做大量的實(shí)踐、分析和研究工作，主要編制思路與步驟如下：

1）針對(duì)渾河沈陽(yáng)城市段工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行方案目標(biāo)，通過(guò)對(duì)渾河沈陽(yáng)城市段現(xiàn)狀的調(diào)查，獲取并制作城市段內(nèi)河道及控制工程的相關(guān)資料數(shù)據(jù)信息。

2）由于河段上主要可控建筑物為河道串聯(lián)方式分布梯級(jí)運(yùn)行，且區(qū)間無(wú)大型匯入與流出支流，屬典型河道梯級(jí)運(yùn)用調(diào)度方式。根據(jù)河道工程分布特征可將整個(gè)城市段河道劃分為串聯(lián)區(qū)段，并按照梯級(jí)水庫(kù)的方式研究河道的調(diào)度問(wèn)題。

3）由于區(qū)段內(nèi)的天然匯入河流非汛期來(lái)水流量有限，且在流域洪水預(yù)報(bào)中已在區(qū)間產(chǎn)匯流預(yù)報(bào)中通過(guò)測(cè)站權(quán)重與集雨面積參數(shù)來(lái)控制。因此，區(qū)間匯入與流出支流本方案在區(qū)段劃分中不作考慮。

4）區(qū)段的實(shí)用控制圖采用水量平衡方程計(jì)算成果繪制。因此，不考慮區(qū)段內(nèi)橋梁對(duì)水量的影響。另外，區(qū)段內(nèi)排入污水流量有限，方案中可不考慮該水量影響。

2 研究成果

針對(duì)上述基本工作思路，本研究開(kāi)展了渾河沈陽(yáng)城市段工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行方案的編制工作。主要工作方法和成果如下：

2.1 控制單元的劃分

根據(jù)河道的特點(diǎn)與控制樞紐的分布，將管理河段劃分為相互關(guān)聯(lián)的4個(gè)區(qū)段：干河子壩到王家灣壩區(qū)段、王家灣壩到渾南壩區(qū)段、渾南壩到砂山壩區(qū)段和砂山壩到渾河閘區(qū)段。

2.2 特性參數(shù)的制作

1）河道特性參數(shù)的制作。針對(duì)河道劃分的主要成果，對(duì)每個(gè)區(qū)段的水位-面積、水位-庫(kù)容曲線進(jìn)行制作。區(qū)段的水位-面積、水位-庫(kù)容計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為：沈陽(yáng)市渾河管理部門(mén)提供的2005年施測(cè)的99個(gè)實(shí)測(cè)斷面數(shù)據(jù)信息，遼寧省水利水電科學(xué)研究院，2007年制作的渾河沈陽(yáng)城市段物理模型數(shù)據(jù)信息。

2）工程調(diào)度參數(shù)的制作。工程調(diào)度參數(shù)的制作主要包括河道上干河子攔河壩、王家灣橡膠壩、沈水灣橡膠壩和砂山橡膠壩及渾河閘的過(guò)流特性曲線。制作的方法是工程設(shè)計(jì)參數(shù)結(jié)合實(shí)際運(yùn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)率定。

2.3 工程實(shí)用調(diào)度圖的編制

對(duì)每個(gè)區(qū)段采用蓄率中線法（全圖解法），編制不同泄流方式控制運(yùn)用圖，考慮到調(diào)度的靈活性，調(diào)節(jié)計(jì)算的時(shí)間周期取1 h。

2.4 工程調(diào)度原則的確定

由于橡膠壩特有的壩上安全水深的限制，因此橡膠壩工程自身對(duì)過(guò)流的要求較高，各橡膠壩工程均需根據(jù)各自特點(diǎn)編制調(diào)度原則。以砂山壩為例，說(shuō)明如下：

1）砂山橡膠壩為充水式橡膠壩，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)流量3 569 m3/s。設(shè)計(jì)壩高2.5 m，分4孔，每孔82 m，壩頂溢流水深最大限制0.3 m，調(diào)度原則為：

2）上游來(lái)水量低于95 m3/s時(shí)，采取壩頂溢流，溢流水深最大控制在0.3 m，控制水位不超過(guò)37.3 m。

3）上游來(lái)水量超過(guò)95 m3/s時(shí)，不超過(guò)718 m3需坍壩1孔運(yùn)行泄流。

4）上游來(lái)水量超過(guò)718 m3/s，不超過(guò)1 341 m3/s時(shí)，需坍壩2孔運(yùn)行泄流。

5）上游來(lái)水量超過(guò)1 341 m3/s時(shí)，所有壩段全坍運(yùn)行。

6）另外，在運(yùn)行時(shí)，首先應(yīng)充水進(jìn)入左右兩壩袋，最后充水入中間孔壩袋，坍壩時(shí)應(yīng)首先放空中間孔，最后放空兩岸壩袋。

2.5 聯(lián)合調(diào)度方案的編制

盡管各工程本身的調(diào)度原則確定了，但是作為河道梯級(jí)工程的一部分，實(shí)際工作中主要是需要進(jìn)行全河段的聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行。研究聯(lián)合調(diào)度方案的基本思路是利用預(yù)蓄預(yù)泄原理。以砂山壩為例：如需由全部充壩狀態(tài)變化為1孔全坍狀態(tài)，則需要提前以不超過(guò)壩體安全泄量的流量降低壩前水位，這就是預(yù)泄調(diào)度。而為了給下游工程爭(zhēng)取調(diào)度時(shí)間，則需要上游工程攔蓄一部分洪水，這就是預(yù)蓄調(diào)度。而在聯(lián)合調(diào)度方案的編制過(guò)程中，主要是需要對(duì)各工程能夠?yàn)橄掠喂こ陶{(diào)度爭(zhēng)取的錯(cuò)峰時(shí)間和各工程的泄洪時(shí)間進(jìn)行分析計(jì)算，也就是計(jì)算各工程的預(yù)蓄預(yù)泄能力。

以王家灣壩為例，需要針對(duì)不同量級(jí)的來(lái)水流量（m3/s）和當(dāng)前的下泄流量（m3/s），計(jì)算出王家灣壩由現(xiàn)有壩上過(guò)流流量對(duì)應(yīng)水位到允許壩頂安全超高水位所需的時(shí)間（h），這一時(shí)間即為該條件下的預(yù)蓄能力，部分量級(jí)的計(jì)算成果如下表1所示。

從成果表中可以查算，如果王家灣壩現(xiàn)有流量為95 m3/s，若上游平均來(lái)水流量為150 m3/s，則需要47.4個(gè)h，王家灣壩才能達(dá)到壩頂安全超高水位，這就是王家灣壩的預(yù)蓄調(diào)度時(shí)間，利用這段時(shí)間，下游的工程可進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)泄調(diào)度。

表1 王家灣壩預(yù)蓄調(diào)度能力計(jì)算成果表m3/s

3 總結(jié)

按照技術(shù)路線，渾河沈陽(yáng)城市段工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行方案已編制完成，并在渾河的實(shí)際調(diào)度管理工作中得以應(yīng)用，方案的實(shí)際應(yīng)用情況總結(jié)如下：

1）方案實(shí)用性較強(qiáng)，對(duì)渾河實(shí)際管理工作的指導(dǎo)作用顯著。

2）河道和工程的基本特性參數(shù)的制作和率定工作較為重要，隨著河道河床的變化，河道的特性曲線需要定期進(jìn)行調(diào)整。另外，橡膠壩的設(shè)計(jì)過(guò)流能力和實(shí)際情況偏差較大，需要在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)一步率定。

3）方案的聯(lián)合調(diào)度部分采用了預(yù)蓄預(yù)泄的原理，這就要求聯(lián)合調(diào)度需要有足夠的調(diào)度時(shí)間，因此流域的洪水預(yù)報(bào)和上游的水文、氣象信息尤為重要。需要一套現(xiàn)代的洪水預(yù)報(bào)和信息化系統(tǒng)作為技術(shù)保障。