大型調(diào)水工程調(diào)水運(yùn)行探析

【摘要】調(diào)水工程作為我國(guó)大型基礎(chǔ)設(shè)施，其運(yùn)行狀況對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和居民生活將產(chǎn)生重大的影響。針對(duì)我國(guó)水資源分布不均勻的情況，為了解決缺水城市和地區(qū)的水資源緊張狀況，我國(guó)已經(jīng)修建了20多座大型跨流域調(diào)水工程。這些已經(jīng)建成的調(diào)水工程大都取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，工程本身的收效也較好，但是由于這些流域調(diào)水工程大多建成在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期，并在長(zhǎng)期的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下運(yùn)行，管理體制和運(yùn)行機(jī)制都保留著不少計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的成分，面對(duì)調(diào)水工程管理體制和運(yùn)行機(jī)制存在的種種弊端，對(duì)其進(jìn)行管理體制改革和運(yùn)行機(jī)制的轉(zhuǎn)變已勢(shì)在必行。

【關(guān)鍵詞】水利；調(diào)度；運(yùn)行；渠道

引言

文章就調(diào)水工程調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)置、規(guī)章制度、調(diào)度人員的職責(zé)和要求以及調(diào)度運(yùn)行的安全、協(xié)調(diào)統(tǒng)一、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等原則進(jìn)行了說(shuō)明。文章也對(duì)調(diào)水工程的調(diào)度運(yùn)行參數(shù)測(cè)定、自動(dòng)控制、冬期輸水、調(diào)度模擬等方面的研究進(jìn)行了探討。

1、概述

調(diào)度運(yùn)行對(duì)遠(yuǎn)距離調(diào)水工程是一項(xiàng)非常重要也是難度較大的一項(xiàng)工作，調(diào)度運(yùn)行的科學(xué)性不僅直接關(guān)系著工程的安全，也關(guān)系著運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)合理性。

山東省引黃濟(jì)青工程是為徹底解決青島及工程沿線用水而修建的大型跨流域遠(yuǎn)距離調(diào)水工程，工程自黃河打漁張引水閘引水，全長(zhǎng)275km，其中253km為襯砌明渠，22km為暗管。沿線包括宋莊、王耨、亭口、棘洪灘四級(jí)泵站，36座倒虹控制閘，其它涵閘、渡槽、分水閘等建筑物500多座。渠首引水流量48.5m3/s，渠末流量23m3/s?，F(xiàn)在已與膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程和南水北調(diào)東線工程相連通，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)江水與黃河水的聯(lián)合調(diào)度。由于工程沿線分水、冬期輸水及渠道保溫，需要將渠道水位逐段控制，加之黃河、長(zhǎng)江來(lái)水流量不穩(wěn)定，各級(jí)泵站開機(jī)需流量匹配，致使水位和流量控制難度很大。多年來(lái)調(diào)水局就調(diào)度運(yùn)行、冬期輸水、自動(dòng)控制等方面進(jìn)行了卓有成效的研究。由于遠(yuǎn)距離調(diào)水是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本文將結(jié)合引黃濟(jì)青工程就調(diào)度運(yùn)行的組織管理、準(zhǔn)則、調(diào)度運(yùn)行研究等方面進(jìn)行一些概括的探討和分析。

2、調(diào)度運(yùn)行的組織管理

調(diào)度運(yùn)行與其它工程管理工作相比有其時(shí)限性與破壞性，特別是一些大型調(diào)水工程需要多級(jí)泵站提水，需要給沿線配水，因此要求調(diào)度運(yùn)行從上到下（從調(diào)度中心到各調(diào)度指令執(zhí)部門，從監(jiān)控中心到各監(jiān)測(cè)用的傳感設(shè)備，從泵站到機(jī)組）、從頭到尾（從渠首到渠末）及部門之間/（如調(diào)度部門與通訊、供電部門）協(xié)調(diào)一致，否則很難完成運(yùn)行調(diào)度。

2.1建立調(diào)度運(yùn)行規(guī)章制度

為了完成調(diào)度運(yùn)行，制定專門的調(diào)度運(yùn)行規(guī)章制度是必要的。引黃濟(jì)青工程為此專門制定了調(diào)度運(yùn)行規(guī)章制度，對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)置、調(diào)度部門（包括總調(diào)、分調(diào)、各執(zhí)行調(diào)度指令的部門）、調(diào)度人員的職責(zé)、任務(wù)及計(jì)量、配水、閘門操作規(guī)程等有明確詳細(xì)的規(guī)定。

2.2機(jī)構(gòu)設(shè)置

遠(yuǎn)距離輸水工程一般過(guò)流建筑物多，特別是多級(jí)泵站輸水的遠(yuǎn)距離調(diào)水工程，監(jiān)測(cè)點(diǎn)和配水點(diǎn)多，需要經(jīng)常調(diào)整全線流量匹配情況，這就要求設(shè)立調(diào)度中心對(duì)全線統(tǒng)一調(diào)度。通過(guò)匯總?cè)€水位、流量等運(yùn)行情況，及時(shí)進(jìn)行科學(xué)分析，調(diào)整各渠段的蓄量，匹配各控制閘和泵站的流量，使各渠段水位不超過(guò)限定水位。對(duì)明渠還應(yīng)使水位下降的速度在一定的范圍之內(nèi)，以免渠坡發(fā)生滑坡和襯砌破壞?？傉{(diào)中心以下，根據(jù)輸水距離長(zhǎng)短、控制建筑物的多少可以設(shè)置多個(gè)分調(diào)中心，分調(diào)中心分管各管理站，調(diào)度機(jī)構(gòu)的層數(shù)不宜設(shè)置過(guò)多，以免影響調(diào)度指令的執(zhí)行效率，自動(dòng)化程度高的系統(tǒng)機(jī)構(gòu)可更加精簡(jiǎn)。

2.3調(diào)度中心的職責(zé)

2.3.1制定總體及階段性調(diào)水計(jì)劃，依據(jù)水源、水庫(kù)的蓄水情況、天氣預(yù)報(bào)（特別是北方冬期輸水階段）制定具體的調(diào)度方案。

2.3.2通過(guò)全線水位、泵站開機(jī)狀況、閘門的開度，及時(shí)進(jìn)行分析和計(jì)算，進(jìn)行全線流量匹配，確定下一時(shí)間各泵站的開機(jī)臺(tái)數(shù)及大小機(jī)組的匹配狀況、閘門的開啟度等，并下達(dá)指令。

2.3.3對(duì)調(diào)度運(yùn)行中出現(xiàn)的各種緊急狀況，包括可預(yù)見的停電、通訊故障、停機(jī)及不可預(yù)見的運(yùn)行事故需要作出合理的調(diào)度方案。

2.3.4掌握泵站、閘站及通訊系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，對(duì)出現(xiàn)故障的地方，通知有關(guān)部門進(jìn)行維修或搶修。

2.3.5監(jiān)督下級(jí)調(diào)度部門或執(zhí)行指令的部門執(zhí)行指令情況。

3、調(diào)度運(yùn)行的基本原則

3.1安全運(yùn)行的原則。對(duì)遠(yuǎn)距離調(diào)水工程首先要保證工程的安全運(yùn)行。

3.2實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)負(fù)責(zé)的原則。調(diào)度中心和下級(jí)執(zhí)行調(diào)度指令的機(jī)構(gòu)、通訊部門、泵站、水庫(kù)調(diào)度需高度協(xié)調(diào)一致，要有全局觀念，調(diào)度運(yùn)行中要避免各自為陣。

3.3操作員要嚴(yán)格按照調(diào)度中心的指令執(zhí)行，不能隨意調(diào)節(jié)閘門或開停機(jī)。對(duì)一般的明渠來(lái)說(shuō)，渠尾的渠道斷面和過(guò)流能力要比渠首小（如引黃濟(jì)青、加州調(diào)水工程），上游較小的流量變化可能引起下游較大的震蕩。經(jīng)常調(diào)節(jié)閘門或泵站，就會(huì)造成渠道水位的長(zhǎng)時(shí)間振蕩和不穩(wěn)定。

3.4經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則。對(duì)提水系統(tǒng)，首先要考慮整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，按最優(yōu)運(yùn)行的原則，使運(yùn)行費(fèi)用最低。在整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行下，對(duì)單個(gè)泵站，可能不是最好的，相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益也不是最大的，但整個(gè)系統(tǒng)的效益是最好的，應(yīng)服從整體優(yōu)化的原則。調(diào)度運(yùn)行中要科學(xué)調(diào)度研究合理的調(diào)度方案，盡可能不棄水或少棄水。特別是高揚(yáng)程提水系統(tǒng)，盡可能使泵站在高效區(qū)運(yùn)行，提高泵站的工作效率。盡可能減少泵站的開停機(jī)次數(shù)，減少對(duì)泵站機(jī)組的破壞。

3.5對(duì)泵站、閘站能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，可應(yīng)用一些先進(jìn)的調(diào)度運(yùn)行控制模型，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行自動(dòng)化。如應(yīng)用動(dòng)態(tài)控制、控制容量法等先進(jìn)的控制方法，實(shí)現(xiàn)輸電峰荷期間減小輸水量，非峰荷期大流量輸水，減小運(yùn)行費(fèi)用。但這種方法必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

結(jié)語(yǔ)：

調(diào)水工程投資巨大，工程運(yùn)行要完全按企業(yè)的投入產(chǎn)出規(guī)律運(yùn)作并執(zhí)行成本水價(jià)、獲取合理的供水利潤(rùn)尚存在一定的困難，并且還要面臨眾多不確定性經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)因素的影響，因此，前期應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)可能的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)因素，并制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。南水北調(diào)工程以及山東省膠東調(diào)水（引黃濟(jì)青）工程等大型調(diào)水工程作為提高受水區(qū)人民生活水平、改善生存、生態(tài)和投資環(huán)境的基礎(chǔ)性設(shè)施，政府應(yīng)該在工程的投資、年運(yùn)行費(fèi)、水價(jià)和水量調(diào)配等方面給予必要的政策性傾斜與經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，以降低調(diào)水工程的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，保證調(diào)水工程的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和良性管理，為促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮更大的作用。

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