8.2.1 模型求解原则

8.2.1 模型求解原则

由于黄河流域水资源利用的多目标性和复杂性,需要使用宏观系统仿真技术进行研究,使决策者能在各种可能的调控手段下对系统进行观察了解,这样就保证了成果的实用性、方便性和灵活性。基于以上原因,各调控备选方案都是在一定的调控措施下,通过仿真方法来得到。

黄河控制性工程包括4个调节水库、6个径流式电站,各工程主要任务不同、功能各异。上游龙羊峡至青铜峡梯级同属西北电网,在电力上互相补偿,主要以发电为主,兼顾防洪、防凌、供水,工程的调度实施由电力部门负责;中游三门峡和小浪底水库,主要以防洪减淤为主,兼顾供水、灌溉和发电,工程调度由水利部门负责;万家寨水库主要是为山西供水而建,库容调节能力低,对长期调度影响不大。同时,考虑目前的实际调度管理状况和各调控目标要求,确定如下仿真模型运行的基本原则。

(1)实行全河统一调度,上下游补偿调节。

(2)在保证生态和环境用水的前提下,优先满足生活、工业用水,尽量保证农业用水。

(3)时段供水量实行断面控制,并以省际配水为主。

(4)三门峡、小浪底水库的运行。三门峡、小浪底水库调度主要考虑黄河下游河段的生态和工农业用水、防凌和防洪等要求,根据黄河下游目前的实际情况,上述目标的优先满足次序为:防凌防洪、生态供水、城市生活、工农业供水和发电。在调度时首先发挥自身的调节作用,不能满足要求时再由上游龙羊峡、刘家峡水库进行补偿。

(5)龙羊峡、刘家峡水库放水次序原则。龙羊峡、刘家峡水库负责满足黄河上中游河段的用水、防凌及上游梯级电力要求。根据水库单位能量水头损失最小原理,任何梯级水电站水库的蓄放水次序安排中,一般以单位水深库容小的水库先蓄后放,而单位水深库容大的后蓄先放。黄河上游梯级水电站群中,龙羊峡水库每米的库容在2.0~3.7亿m3,而刘家峡水库每米的库容为0.8~1.2亿m3,所以根据一般的规律来说,刘家峡水库应该先蓄后放。但是,由于黄河上游的综合利用任务繁重,刘家峡水库难以独立承担,如果按以上原则进行调度,不仅刘家峡水库能量指标增加不大,而且影响梯级电站指标和开发任务的完成。另外,目前梯级电站补偿、被补偿的效益计算尚未建立和健全,运行调度涉及各省电业部门的效益,鉴于这些原因,龙羊峡、刘家峡水库的蓄放水次序除了遵循上述原则外,研究中结合用水任务和实际调度经验进行了合理安排,主要体现在以下的龙羊峡、刘家峡水库联合运行中。

(6)龙羊峡、刘家峡两库的联合运行问题。龙羊峡、刘家峡调度首先满足刘家峡到三门峡区间的防凌和供水要求,并对上游径流式电站进行电力补偿,满足梯级保证出力。按照上述放水次序原则,在宁蒙河段灌溉用水高峰期,当天然径流满足不了用水要求时,由于刘家峡水库库容小,并且离供水区较近,所以首先由刘家峡水库补水,加大下泄流量,使刘家峡、盐锅峡、八盘峡、大峡、青铜峡电站在系统基荷下运行,多发电量,而龙羊峡、李家峡电站则担任调峰和备用任务,尽可能使龙羊峡水库多蓄少补,避免刘家峡水库后期弃水。在凌汛前期,刘家峡水库应先放,保持必要的防凌库容,充分蓄龙羊峡发电泄放水量。在凌汛期,刘家峡水库出库受到限制,此时需由龙羊峡、李家峡电站进行出力补偿。在发电控制运用期,为了提高水量利用率,并增加刘家峡水库发电量,把龙羊峡水库作为出力补偿水库,其泄水存于刘家峡水库,以提高用水高峰期的补水量,并抬高发电水头。另外,为满足下游工农业用水和保证生态环境用水,龙羊峡、刘家峡水库调度时应保证河口镇断面一定的补水流量。